题目内容

9.已知椭圆C:$\frac{{x}^{2}}{{a}^{2}}$+$\frac{{y}^{2}}{{b}^{2}}$=1(a>b>0)短轴上的一个顶点与两焦点构成正三角形,过椭圆C的焦点作x轴的垂线截椭圆的弦长为3,设A,B分别为椭圆的左右顶点,M为椭圆上异于A,B的任一点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线MA与直线x=4相交于点P,过点P作直线MB的垂直,垂足为H,求点H的轨迹方程.

分析 (1)由已知中短轴上的一个顶点与两焦点构成正三角形,过椭圆C的焦点作x轴的垂线截椭圆的弦长为3,可得a2,b2,进而得到椭圆的方程;
(2)延长PH,交x轴于点Q,进而得到点H在以BQ为直径的圆上,(不包括BQ两点),可得点H的轨迹方程.

解答 解:(1)∵椭圆C:$\frac{{x}^{2}}{{a}^{2}}$+$\frac{{y}^{2}}{{b}^{2}}$=1(a>b>0)短轴上的一个顶点与两焦点构成正三角形,
∴a=2c,…①
又∵过椭圆C的焦点作x轴的垂线截椭圆的弦长为3,
∴$\frac{2{b}^{2}}{a}$=3…②
结合a2=b2+c2得:$\left\{\begin{array}{l}a=2\\ b=\sqrt{3}\\ c=1\end{array}\right.$,
故椭圆的方程为:$\frac{{x}^{2}}{4}+\frac{{y}^{2}}{3}=1$
(2)延长PH,交x轴于点Q,

设M(x0,y0),则AM的方程为:y=$\frac{{y}_{0}}{{x}_{0}+2}(x+2)$,
当x=4时,y=$\frac{6{y}_{0}}{{x}_{0}+2}$,即P点坐标为:(4,$\frac{6{y}_{0}}{{x}_{0}+2}$),
设Q点坐标为(m,0),则kPQ=$\frac{\frac{6{y}_{0}}{{x}_{0}+2}}{4-m}$=$\frac{6{y}_{0}}{{(x}_{0}+2)(4-m)}$,
∵MB⊥PQ,
∴kPQ•kMB=-1,
∴$\frac{6{y}_{0}}{{(x}_{0}+2)(4-m)}$•$\frac{{y}_{0}}{{x}_{0}+2}$=-1,
即$\frac{6{{y}_{0}}^{2}}{{{(x}_{0}}^{2}-4)(4-m)}$=-1,
∵$\frac{{{x}_{0}}^{2}}{4}+\frac{{{y}_{0}}^{2}}{3}=1$,故${{y}_{0}}^{2}=3-\frac{{{3x}_{0}}^{2}}{4}$,
即$\frac{6(3-\frac{{{3x}_{0}}^{2}}{4})}{{{(x}_{0}}^{2}-4)(4-m)}$=-1,
解得:m=-$\frac{1}{2}$,
∴Q点坐标为(-$\frac{1}{2}$,0),
∵HQ⊥HB,
∴点H在以BQ为直径的圆上,(不包括BQ两点),
由B点坐标为(2,0),得BQ的中点坐标为($\frac{3}{4}$,0),|BQ|=$\frac{5}{2}$,
∴H的轨迹方程为:$(x-\frac{3}{4})^{2}+{y}^{2}=\frac{25}{16}(y≠0)$

点评 本题考查的知识点是椭圆的简单性质,椭圆的标准方程直线与椭圆的位置综合应用,难度中档.

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