题目内容
12.已知点A,B的坐标分别为(2,0)、(-2,0),直线AT、BT交与点T,且它们的斜率之积为常数-λ(λ>0,λ≠1),点T的轨迹以及A,B两点构成曲线C(Ⅰ)求曲线C的方程,并求其焦点坐标;
(Ⅱ)若0<λ<1,且曲线C上的点到其焦点的最近距离为1,设直线l:y=(x-1)交曲线C于E,F两点,交x轴于点Q,直线AE、AF分别交直线x=3于点N、M.记线段MN的中点为P,直线PQ的斜率为k′.求证:k•k′为定值.
分析 (1)设T(x,y),利用直线的斜率公式,取得斜率之积,化简整理得$\frac{{x}^{2}}{4}+\frac{{y}^{2}}{4λ}=1$(λ>0,λ≠1)根据λ的取值范围,求得椭圆方程及焦点坐标;
(2)椭圆长轴端点到同侧焦点的距离是椭圆上的点到焦点的最近距离,求得λ的值,进而求出曲线C的方程为,直线y=k(x-1)交x轴于Q(1,0),联立椭圆方程,由此利用韦达定理、直线方程,结合已知条件能证明k•k′为定值.
解答 解:(Ⅰ)设T(x,y),则$\frac{y}{x+2}$•$\frac{y}{x-2}$=-λ,化简得$\frac{{x}^{2}}{4}+\frac{{y}^{2}}{4{λ}^{2}}=1$(x≠±2).
又A,B的坐标(2,0)、(-2,0),也符合上式.
故曲线C:$\frac{{x}^{2}}{4}+\frac{{y}^{2}}{4λ}=1$(λ>0,λ≠1).
当0<λ<1时,曲线C是焦点在x轴上的椭圆,焦点为(-$\sqrt{1-λ}$,0),($\sqrt{1-λ}$,0);
当λ>1时,曲线C是焦点在y轴上的椭圆,焦点为(0,-2$\sqrt{λ-1}$),(0,2$\sqrt{λ-1}$).![]()
(Ⅱ)证明:由于0<λ<1,曲线C是焦点在x轴上的椭圆,其焦点为(-$\sqrt{1-λ}$,0),($\sqrt{1-λ}$,0),
椭圆的长轴端点到同侧焦点的距离是椭圆上的点到焦点的最近距离.
故2-2$\sqrt{1-λ}$=1,解得:λ=$\frac{3}{4}$,
曲线C的方程为$\frac{{x}^{2}}{4}+\frac{{y}^{2}}{3}=1$.
直线y=k(x-1)交x轴于Q(1,0),设E(x1,y1),F(x2,y2),
$\left\{\begin{array}{l}{y=k(x-1)}\\{\frac{{x}^{2}}{4}+\frac{{y}^{2}}{3}=1}\end{array}\right.$,消去y,整理得:(4k2+3)x2-8k2x+4k2-12=0,
∴x1+x2=$\frac{8{k}^{2}}{4{k}^{2}+3}$,①x1x2=$\frac{4{k}^{2}-12}{4{k}^{2}+3}$,②
直线AE方程为:y=$\frac{{y}_{1}}{{x}_{1}-2}$(x-2),交直线x=3于点N(3,$\frac{{y}_{1}}{{x}_{1}-2}$),
直线AF方程为:y=$\frac{{y}_{2}}{{x}_{2}-2}$(x-2),交直线x=3于点(3,$\frac{{y}_{2}}{{x}_{2}-2}$),
∴线段MN的中点为P(3,$\frac{1}{2}$($\frac{{y}_{1}}{{x}_{1}-2}$+$\frac{{y}_{2}}{{x}_{2}-2}$)).
∴直线PQ的斜率为:
k′=$\frac{\frac{1}{2}(\frac{{y}_{1}}{{x}_{1}-2}+\frac{{y}_{2}}{{x}_{2}-2})}{3-1}$=$\frac{{y}_{1}{x}_{2}+{y}_{2}{x}_{1}-2({y}_{1}+{y}_{2})}{4[{x}_{1}{x}_{2}-2({x}_{1}+{x}_{2})+4]}$=$\frac{2k{x}_{1}{x}_{2}-3k({x}_{1}+{x}_{2})+4k}{4[{x}_{1}{x}_{2}-2({x}_{1}+{x}_{2})+4]}$③
将①②代入③式化简得k′=-$\frac{3}{4k}$,
∴k•k′=-$\frac{3}{4}$,
∴k•k′为定值.
点评 本题考查曲线方程及焦点坐标的求法,考查两直线的斜率之积为定值的证明,是中档题,解题时要认真审题,注意椭圆性质、韦达定理、直线方程的性质的合理运用,属于中档题.
| A. | $x=-\frac{π}{3}$ | B. | $x=\frac{π}{3}$ | C. | $x=\frac{π}{6}$ | D. | $x=\frac{2π}{3}$ |
| A. | a>b>0 | B. | b>a | C. | a<b<0 | D. | ab(a-b)<0 |
| A. | 2 | B. | 4 | C. | 6 | D. | 8 |
| A. | $\frac{21}{25}$ | B. | $\frac{25}{21}$ | C. | $\frac{4}{5}$ | D. | $\frac{5}{4}$ |