题目内容
(本小题满分12分) 如图,已知椭圆
的上顶点为
,右焦点为
,直线
与圆![]()
相切.
(Ⅰ)求椭圆
的方程;
(Ⅱ)若不过点
的动直线
与椭圆
相交于
、
两点,
且
求证:直线
过定点,并求出该定点
的坐标.
解: (Ⅰ)将圆
的一般方程
化为标准方程
,
圆
的圆心为
,半径
. --------------------1分
由
,
得直线
,即
,------------2分
由直线
与圆
相切,得
,
或
(舍去). ----------3分
当
时,
, 故椭圆
的方程为
-------------------4分
(Ⅱ)(解法一)由
知
,从而直线
与坐标轴不垂直, -------5分
由
可设直线
的方程为
,直线
的方程为
. --6分
将
代入椭圆
的方程
并整理得:
,
解得
或
,因此
的坐标为
,
即![]()
将上式中的
换成
,得![]()
.
直线
的方程为
------------------10分
化简得直线
的方程为
,------------------11分
因此直线
过定点
.------------------12分
(解法二)
若直线
存在斜率,则可设直线
的方程为:![]()
![]()
,代入椭圆
的方程
并整理得:
, -------5分
由
与椭圆
相交于
、
两点,则
是上述关于
的方程两个不相等的实数解,从而![]()
------6分
由
得![]()
,
![]()
整理得:
由
知
.
此时
, 因此直线
过定点
. 10分
若直线
不存在斜率,则可设直线
的方程为:![]()
![]()
,
将
代入椭圆
的方程
并整理得:
,
当
时,
,直线
与椭圆
不相交于两点,这与直线
与椭圆
相交于
、
两点产生矛盾!
当
时, 直线
与椭圆
相交于
、
两点,
是关于
的方程
的两个不相等实数解,从而![]()
但
,这与
产生矛盾!
因此直线
过定点
.-------12分
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