题目内容
已知椭圆W:
+
=1(a>b>0)的短轴长为2
,且斜率为
的直线l1过椭圆W的焦点及点(0,-2
).
(Ⅰ)求椭圆W的方程;
(Ⅱ)已知直线l2过椭圆W的左焦点F,交椭圆于点P、Q.
(ⅰ)若满足
•
•tan∠POQ=4(O为坐标原点),求△POQ的面积;
(ⅱ)若直线l2与两坐标轴都不垂直,点M在x轴上,且使MF为∠PMQ的一条角平分线,则称点M为椭圆W的“特征点”,求椭圆W的特征点.
| x2 |
| a2 |
| y2 |
| b2 |
| 2 |
| 3 |
| 3 |
(Ⅰ)求椭圆W的方程;
(Ⅱ)已知直线l2过椭圆W的左焦点F,交椭圆于点P、Q.
(ⅰ)若满足
| OP |
| OQ |
(ⅱ)若直线l2与两坐标轴都不垂直,点M在x轴上,且使MF为∠PMQ的一条角平分线,则称点M为椭圆W的“特征点”,求椭圆W的特征点.
考点:直线与圆锥曲线的综合问题
专题:圆锥曲线中的最值与范围问题
分析:(Ⅰ)直线l的方程为y=
x-2
,由此求出c=2,又椭圆W的短轴长为2
,由此能求出椭圆W的方程.(Ⅱ)(ⅰ)由
•
•tan∠POQ=4,得|
|•|
|•sin∠POQ=4,由此能求出△POQ的面积.(ⅱ)设特征点M(m,0),左焦点为F(-2,0),设直线PQ的方程为x=
-2,由
,得(
+3)y2-
-2=0,由此利用韦达定理结合已知条件能求出椭圆C的特征点.
| 3 |
| 3 |
| 2 |
| OP |
| OQ |
| OP |
| OQ |
| y |
| k |
|
| 1 |
| k2 |
| 4y |
| k |
解答:
解:(Ⅰ)由题意可知,直线l的方程为y=
x-2
,…(1分)
∵直线l过椭圆W的焦点,∴该焦点坐标为(2,0)∴c=2…(2分)
又椭圆W的短轴长为2
,∴b=
,
∴a2=b2+c2=4+2=6…(3分)
∴椭圆W的方程为
+
=1.…(4分)
(Ⅱ)(ⅰ)∵
•
•tan∠POQ=4
∴|
|•|
|•cos∠POQ•tan∠POQ=|
|•|
|•sin∠POQ=4,…(6分)
∴S△POQ=
•|
|•|
|•sin∠POQ=
×4=2.…(8分)
(ⅱ)设特征点M(m,0),左焦点为F(-2,0),
设直线PQ的方程为x=
-2,
由
,消去x得(
+3)y2-
-2=0
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
则y1+y2=-
,y1•y2=
…(10分)
∵MF为∠PMQ的一条角平分线,
∴kPM+kQM=0,即
+
=0…(12分)
又x1=
-2,x2=
-2,
代入上式可得
y1y2-2(y1+y2)-m(y1+y2)=0
∴
(
)-(2+m)(
)=0,解得m=-3
∴椭圆C的特征点为M(-3,0).…(14分)
| 3 |
| 3 |
∵直线l过椭圆W的焦点,∴该焦点坐标为(2,0)∴c=2…(2分)
又椭圆W的短轴长为2
| 2 |
| 2 |
∴a2=b2+c2=4+2=6…(3分)
∴椭圆W的方程为
| x2 |
| 6 |
| y2 |
| 2 |
(Ⅱ)(ⅰ)∵
| OP |
| OQ |
∴|
| OP |
| OQ |
| OP |
| OQ |
∴S△POQ=
| 1 |
| 2 |
| OP |
| OQ |
| 1 |
| 2 |
(ⅱ)设特征点M(m,0),左焦点为F(-2,0),
设直线PQ的方程为x=
| y |
| k |
由
|
| 1 |
| k2 |
| 4y |
| k |
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
则y1+y2=-
| 4k |
| 3k2+1 |
| -2k2 |
| 3k2+1 |
∵MF为∠PMQ的一条角平分线,
∴kPM+kQM=0,即
| y1 |
| x1-m |
| y2 |
| x2-m |
又x1=
| y1 |
| k |
| y2 |
| k |
代入上式可得
| 2 |
| k |
∴
| 2 |
| k |
| -2k2 |
| 1+3k2 |
| 4k |
| 1+3k2 |
∴椭圆C的特征点为M(-3,0).…(14分)
点评:本题考查椭圆方程的求法,考查三角形面积的求法,考查椭圆的特征点的求法,解题时要认真审题,注意函数与方程思想的合理运用.
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