题目内容
(2011•开封一模)已知椭圆C:
+
=1(a>b>0)的上项点为B1,右、右焦点为F1、F2,△B1F1F2是面积为
的等边三角形.
(I)求椭圆C的方程;
(II)已知P(x0,y0)是以线段F1F2为直径的圆上一点,且x0>0,y0>0,求过P点与该圆相切的直线l的方程;
(III)若直线l与椭圆交于A、B两点,设△AF1F2,△BF1F2的重心分别为G、H,请问原点O在以线段GH为直径的圆内吗?若在请说明理由.
| x2 |
| a2 |
| y2 |
| b2 |
| 3 |
(I)求椭圆C的方程;
(II)已知P(x0,y0)是以线段F1F2为直径的圆上一点,且x0>0,y0>0,求过P点与该圆相切的直线l的方程;
(III)若直线l与椭圆交于A、B两点,设△AF1F2,△BF1F2的重心分别为G、H,请问原点O在以线段GH为直径的圆内吗?若在请说明理由.
分析:(I)利用三角形的面积公式和等边三角形的性质可得
b•2c=
,a=2c,又a2=b2+c2.即可解出.
(Ⅱ)由F1F2是圆的一条直径,可得圆的方程为x2+y2=1.又P(x0,y0)是该圆在第一象限部分上的切线的切点,可得kl•
=-1,解得kl=-
.可得切线方程为y-y0=-
(x-x0),又
+
=1,即可得出;.
(III)设A(x1,y1),B(x2,y2),据重心定理可得G(
,
),H(
,
).若原点O在以线段GH为直径的圆内?
•
<0?x1x2+y1y2<0,联立
,可得y1+y2,y1y2,又x1x2=
•
,即可证明x1x2+y1y2<0.
| 1 |
| 2 |
| 3 |
(Ⅱ)由F1F2是圆的一条直径,可得圆的方程为x2+y2=1.又P(x0,y0)是该圆在第一象限部分上的切线的切点,可得kl•
| y0 |
| x0 |
| x0 |
| y0 |
| x0 |
| y0 |
| x | 2 0 |
| y | 2 0 |
(III)设A(x1,y1),B(x2,y2),据重心定理可得G(
| x1 |
| 3 |
| y1 |
| 3 |
| x2 |
| 3 |
| y2 |
| 3 |
| OH |
| OG |
|
| 1-y0y1 |
| x0 |
| 1-y0y2 |
| x0 |
解答:解:(I)∵
b•2c=
,a=2c,a2=b2+c2.
解得c2=1,b2=3,a2=4,
∴椭圆C的方程为:
+
=1
(Ⅱ)∵F1F2是圆的一条直径,∴圆的方程为x2+y2=1,
又P(x0,y0)是该圆在第一象限部分上的切线的切点,
∴kl•
=-1,解得kl=-
.
∴切线方程为y-y0=-
(x-x0),又
+
=1,
化为l:x0x+y0y-1=0.
∴切线方程为l:x0x+y0y-1=0.
(III)设A(x1,y1),B(x2,y2),则G(
,
),H(
,
).
若原点O在以线段GH为直径的圆内,则
•
<0,即
+
<0,即x1x2+y1y2<0,
下面给出证明:联立
,
消去x整理为(4
+3
)y2-6y0y+3-12
=0,
∴y1+y2=
,y1y2=
,
∴x1x2=
•
=
=
,
∴x1x2+y1y2=
=-
<0.
∴原点O在以线段GH为直径的圆内.
| 1 |
| 2 |
| 3 |
解得c2=1,b2=3,a2=4,
∴椭圆C的方程为:
| x2 |
| 4 |
| y2 |
| 3 |
(Ⅱ)∵F1F2是圆的一条直径,∴圆的方程为x2+y2=1,
又P(x0,y0)是该圆在第一象限部分上的切线的切点,
∴kl•
| y0 |
| x0 |
| x0 |
| y0 |
∴切线方程为y-y0=-
| x0 |
| y0 |
| x | 2 0 |
| y | 2 0 |
化为l:x0x+y0y-1=0.
∴切线方程为l:x0x+y0y-1=0.
(III)设A(x1,y1),B(x2,y2),则G(
| x1 |
| 3 |
| y1 |
| 3 |
| x2 |
| 3 |
| y2 |
| 3 |
若原点O在以线段GH为直径的圆内,则
| OH |
| OG |
| x1x2 |
| 9 |
| y1y2 |
| 9 |
下面给出证明:联立
|
消去x整理为(4
| x | 2 0 |
| y | 2 0 |
| x | 2 0 |
∴y1+y2=
| 6y0 | ||||
4
|
3-12
| ||||
4
|
∴x1x2=
| 1-y0y1 |
| x0 |
| 1-y0y2 |
| x0 |
1-y0(y1+y2)+
| ||
|
4-12
| ||||
4
|
∴x1x2+y1y2=
7-12(
| ||||
4
|
| 5 | ||
|
∴原点O在以线段GH为直径的圆内.
点评:本题考查了椭圆的标准方程及其性质、直线与椭圆相交问题转化为方程联立得到根与系数的关系、向量数量积运算、直线与圆相切、点与圆的位置关系判定等基本知识与基本技能,考查了分析问题和解决问题的能力、推理能力与计算能力..
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