题目内容

(2013•楚雄州模拟)已知椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)的一个顶点为B(0,4),离心率e=
5
5
,直线l交椭圆于M、N两点.
(1)若直线l的方程为y=x-4,求弦MN的长;
(2)如果△BMN的重心恰好为椭圆的右焦点F,求直线l方程的一般式.
分析:(1)由已知中椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)的一个顶点为B(0,4),离心率e=
5
5
,根据e=
c
a
,b=4,a2=b2+c2可求出椭圆的标准方程,进而求直线l的方程及弦长公式,得到弦MN的长;
(2)设线段MN的中点为Q(x0,y0),结合(1)中结论,及△BMN的重心恰好为椭圆的右焦点F,由重心坐标公式,可得Q点坐标,由中点公式及M,N也在椭圆上,求出MN的斜率,可得直线l方程.
解答:解:(1)由已知椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)的一个顶点为B(0,4),
∴b=4,
又∵离心率e=
c
a
=
5
5

c2
a2
=
1
5

a2-b2
a2
=
1
5
,解得a2=20,
∴椭圆方程为
x2
20
+
y2
16
=1
; …(3分)
由4x2+5y2=80与y=x-4联立,
消去y得9x2-40x=0,
∴x1=0,x2=
40
9

∴所求弦长|MN|=
1+12
|x2-x1|=
40
2
9
;            …(6分)
(2)椭圆右焦点F的坐标为(2,0),
设线段MN的中点为Q(x0,y0),
由三角形重心的性质知
BF
=2
FQ
,又B(0,4),
∴(2.-4)=2(x0-2,y0),
故得x0=3,y0=-2,
求得Q的坐标为(3,-2);                               …(9分)
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=6,y1+y2=-4,
x
2
1
20
+
y
2
1
16
=1,
x
2
2
20
+
y
2
2
16
=1
,…(11分)
以上两式相减得
(x1+x2)(x1-x2)
20
+
(y1+y2)(y1-y2)
16
=0

kMN=
y1-y2
x1-x2
=-
4
5
x1+x2
y1+y2
=-
4
5
6
-4
=
6
5

故直线MN的方程为y+2=
6
5
(x-3)
,即6x-5y-28=0.   …(13分)
点评:本题考查的知识点是直线的一般方程,直线与圆锥曲线,熟练掌握椭圆的简单性质是重心坐标,中点公式等基本公式,是解答的关键.
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