题目内容

(2011•开封一模)已知椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的上项点为B1,右、右焦点为F1、F2,△B1F1F2是面积为
3
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.
分析:(I)利用三角形的面积公式和等边三角形的性质可得
1
2
b•2c
=
3
,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•
y0
x0
=-1
,解得kl=-
x0
y0
.可得切线方程为y-y0=-
x0
y0
(x-x0)
,又
x
2
0
+
y
2
0
=1
,即可得出;.
(III)设A(x1,y1),B(x2,y2),据重心定理可得G(
x1
3
,
y1
3
)
,H(
x2
3
,
y2
3
)
.若原点O在以线段GH为直径的圆内?
OH
•
OG
<0
?x1x2+y1y2<0,联立
x0x+y0y-1=0
x2
4
+
y2
3
=1
,可得y1+y2,y1y2,又x1x2=
1-y0y1
x0
•
1-y0y2
x0
,即可证明x1x2+y1y2<0.
解答:解:(I)∵
1
2
b•2c
=
3
,a=2c,a2=b2+c2.
解得c2=1,b2=3,a2=4,
∴椭圆C的方程为:
x2
4
+
y2
3
=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•
y0
x0
=-1
,解得kl=-
x0
y0
.
∴切线方程为y-y0=-
x0
y0
(x-x0)
,又
x
2
0
+
y
2
0
=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(
x1
3
,
y1
3
)
,H(
x2
3
,
y2
3
)
.
若原点O在以线段GH为直径的圆内,则
OH
•
OG
<0
,即
x1x2
9
+
y1y2
9
<0
,即x1x2+y1y2<0,
下面给出证明:联立
x0x+y0y-1=0
x2
4
+
y2
3
=1
,
消去x整理为(4
x
2
0
+3
y
2
0
)y2-6y0y+3-12
x
2
0
=0
,
∴y1+y2=
6y0
4
x
2
0
+3
y
2
0
,y1y2=
3-12
x
2
0
4
x
2
0
+3
y
2
0
,
∴x1x2=
1-y0y1
x0
•
1-y0y2
x0
=
1-y0(y1+y2)+
y
2
0
y1y2
x
2
0
=
4-12
y
2
0
4
x
2
0
+3
y
2
0
,
∴x1x2+y1y2=
7-12(
x
2
0
+
y
2
0
)
4
x
2
0
+3
y
2
0
=-
5
x
2
0
+3
<
0.
∴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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