题目内容

已知椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0),A1,A2是椭圆的两个长轴端点,过右焦点F的直线l:y=k(x-1)交椭圆C于M、N两点,P为线段MN的中点,当k=1时,OP的斜率为-
3
4

(1)求椭圆C的方程;
(2)若
A1N
MA2
+
A1M
NA2
=12,求直线l的方程.
考点:椭圆的简单性质
专题:圆锥曲线的定义、性质与方程
分析:(1)将直线方程代入椭圆方程并整理,利用韦达定理求得点P的坐标,再根据OP=
yp
xp
=-
3
4
,可得3a2=4b2.在直线l的方程中令y=0得,x=1,可得右焦点F(1,0),c=1.求得a2和b2的值,可得椭圆方程.
(2)联立方程组:
x2
4
+
y2
3
=1
y=k(x-1)
,消元并整理,利用韦达定理,由
A1N
MA2
+
A1M
NA2
=12求得k的值.
解答: 解:(1)将直线方程y=x-1代入椭圆方程并整理得:(a2+b2)x2-2a2x+a2-a2b2=0,
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1,x2是方程的两个根,
由韦达定理得:x1+x2=
2a2
a2+b2
,x1x2 =
a2-a2•b2
a2+b2

y1+y2=x1+x2-2=
-2b2
a2+b2
,∴xP =
x1+x2
2
=
a2
a2+b2
,yP=
y1+y2
2
=
-b2
a2+b2

∴kOP =
yp
xp
=-
b2
a2
=-
3
4
,∴3a2=4b2
在直线l的方程中令y=0得,x=1,∴F(1,0),∴c=1.
解得:a2=4,b2=3,∴椭圆方程为:
x2
4
+
y2
3
=1.
(2)联立方程组:
x2
4
+
y2
3
=1
y=k(x-1)
,消元并整理得:(4k2+3)x2-8k2x+4k2-12=0.
∵△=(-8k22-4(4k2+3)( 4k2-12)=144(k2+1)>0,
x1+x2=
8k2
4k2+3
,x1x2=
4k2-12
4k2+3

∴y1+y2=k(x1+x2-2)=
-6k
4k2+3
,y1y2=
-9k2
4k2+3

再由 A1(-2,0),A2(2,0),M(x1,y1),N(x2,y2),
A1N
=(x2+2,y2),
MA2
=(2-x1,-y1),
A1M
=(x1+2,y1),
NA2
=(2-x2,-y2),
A1N
MA2
+
A1M
NA2
=12得:(x2+2)(2-x1)-y1y2+( x1+2)( 2-x2)-y1y2=12,
花间得-2x1x2-2y1y2+8=12,∴x1x2+y1y2=-2,
4k2-12
4k2+3
+
-92
4k2+3
=-2,∴-5k2-12=-8k2-6,解得 k2=2,∴k=±
2

∴直线l方程为:
2
x-y-
2
=0,或
2
x+y-
2
=0.
点评:本题主要考查椭圆的标准方程、性质,直线和圆锥曲线的位置关系、韦达定理、两个向量的数量积公式,属于中档题.
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