题目内容
(2012•济南三模)已知椭圆
+
=1(a>b>0)和直线L:
-
=1,椭圆的离心率e=
,直线L与坐标原点的距离为
.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知定点E(-1,0),若直线y=kx+2(k≠0)与椭圆相交于C、D两点,试判断是否存在k值,使以CD为直径的圆过定点E?若存在求出这个k值,若不存在说明理由.
| x2 |
| a2 |
| y2 |
| b2 |
| x |
| a |
| y |
| b |
| ||
| 3 |
| ||
| 2 |
(1)求椭圆的方程;
(2)已知定点E(-1,0),若直线y=kx+2(k≠0)与椭圆相交于C、D两点,试判断是否存在k值,使以CD为直径的圆过定点E?若存在求出这个k值,若不存在说明理由.
分析:(1)利用直线L:
-
=1与坐标原点的距离为
,椭圆的离心率e=
,建立方程,求出椭圆的几何量,即可求得椭圆的方程;
(2)直线y=kx+2代入椭圆方程,利用韦达定理及CD为圆心的圆过点E,利用数量积为0,即可求得结论.
| x |
| a |
| y |
| b |
| ||
| 2 |
| ||
| 3 |
(2)直线y=kx+2代入椭圆方程,利用韦达定理及CD为圆心的圆过点E,利用数量积为0,即可求得结论.
解答:解:(1)∵直线L:
-
=1与坐标原点的距离为
,∴
=
.①…(2分)
∵椭圆的离心率e=
,∴
=
.②…(4分)
由①得4a2b2=3a2+3b2,即4a2(a2-c2)=3a2+3(a2-c2)③
由②③得a2=3,c2=2
∴b2=a2-c2=1
∴所求椭圆的方程是
+y2=1…(6分)
(2)直线y=kx+2代入椭圆方程,消去y可得:(1+3k2)x2+12kx+9=0
∴△=36k2-36>0,∴k>1或k<-1…(8分)
设C(x1,y1),D(x2,y2),则有x1+x2=
,x1x2=
…(10分)
∵
=(x1+1,y1),
=(x2+1,y2),且以CD为圆心的圆过点E,
∴EC⊥ED…(12分)
∴(x1+1)(x2+1)+y1y2=0
∴(1+k2)x1x2+(2k+1)(x1+x2)+5=0
∴(1+k2)×
+(2k+1)×
+5=0,解得k=
>1,
∴当k=
时以CD为直径的圆过定点E…(14分)
| x |
| a |
| y |
| b |
| ||
| 2 |
| ||
| 2 |
| |ab| | ||
|
∵椭圆的离心率e=
| ||
| 3 |
| c2 |
| a2 |
| 2 |
| 3 |
由①得4a2b2=3a2+3b2,即4a2(a2-c2)=3a2+3(a2-c2)③
由②③得a2=3,c2=2
∴b2=a2-c2=1
∴所求椭圆的方程是
| x2 |
| 3 |
(2)直线y=kx+2代入椭圆方程,消去y可得:(1+3k2)x2+12kx+9=0
∴△=36k2-36>0,∴k>1或k<-1…(8分)
设C(x1,y1),D(x2,y2),则有x1+x2=
| -12k |
| 1+3k2 |
| 9 |
| 1+3k2 |
∵
| EC |
| ED |
∴EC⊥ED…(12分)
∴(x1+1)(x2+1)+y1y2=0
∴(1+k2)x1x2+(2k+1)(x1+x2)+5=0
∴(1+k2)×
| 9 |
| 1+3k2 |
| -12k |
| 1+3k2 |
| 7 |
| 6 |
∴当k=
| 7 |
| 6 |
点评:本题考查椭圆的标准方程,考查椭圆的性质,考查直线与椭圆的位置关系,考查韦达定理的运用,考查向量知识,解题的关键是联立方程,利用韦达定理求解.
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