题目内容

设椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)过点M(
2
,1)
,且左焦点为F1(-
2
,0)

(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)当过点P(4,1)的动直线l与椭圆C相交与两不同点A,B时,在线段AB上取点Q,满足|
AP
|
|
QB
|
=|
AQ
|
|
PB
|
,证明:点Q总在某定直线上.
(Ⅰ)由题意得
c2=2
2
a2
+
1
b2
=1
c2=a2-b2

解得a2=4,b2=2,
所以椭圆C的方程为
x2
4
+
y2
2
=1


(Ⅱ)设点Q、A、B的坐标分别为(x,y),(x1,y1),(x2,y2).
由题设知|
AP
|
|
PB
|
|
AQ
|
|
QB
|
均不为零,记λ=
|
AP
|
|
PB
|
=
|
AQ
|
|
QB
|
,则λ>0且λ≠1
又A,P,B,Q四点共线,从而
AP
=-λ
PB
AQ
QB

于是4=
x1x2
1-λ
1=
y1y2
1-λ
x=
x1x2
1+λ
y=
y1y2
1+λ

从而
x21
-λ2
x22
1-λ2
=4x
①,
y21
-λ2
y22
1-λ2
=y
②,
又点A、B在椭圆C上,即x12+2y12=4 ③,x22+2y22=4 ④,
①+②×2并结合③、④得4x+2y=4,
即点Q(x,y)总在定直线2x+y-2=0上.
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