题目内容

已知椭圆+y2=1的右准线l与x轴相交于点E,过椭圆右焦点F的直线与椭圆相交于A、B两点,点C在右准线l上,且BC∥x轴.求证:直线AC经过线段EF的中点.

答案:
解析:

证明:证法一:依题设得椭圆的半焦距c=1,右焦点为F(1,0),右准线方程为x=2,点E的坐标为(2,0),EF的中点为N(,0).

若AB垂直于x轴,则A(1,y1),B(1,-y1),C(2,-y1),

∴AC中点为N(,0),即AC过EF中点N.

若AB不垂直于x轴,由直线AB过点F,且由BC∥x轴知点B不在x轴上,故直线AB的方程为y=k(x-1),k≠0.

记A(x1,y1)和B(x2,y2),则(2,y2)且x1,x2满足二次方程+k2(x-1)2=1,

即(1+2k2)x2-4k2x+2(k2-1)=0

∴.

又x12=2-2y12<2,得x1-≠0,故直线AN、CN的斜率分别为

.

∴k1-k2=2k·

∵(x1-1)-(x2-1)(2x1-3)=3(x1+x2)-2x1x2-4

=[12k2-4(k2-1)-4(1+2k2)]=0,

∴k1-k2=0,即k1=k2.

故A、C、N三点共线.

所以,直线AC经过线段EF的中点N.

证法二:如图,记直线AC与x轴的交点为点N,过点A作AD⊥l,

点D是垂足,因为点F是椭圆的右焦点,直线l是右准线,

BC∥x轴,即BC⊥l,根据椭圆几何性质,得

=e(e是椭圆的离心率).

∵AD∥FE∥BC,

∴,

即.

∴N为EF的中点,即直线AC经过线段EF的中点N.


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