题目内容

已知椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的右准线l:x=
9
5
5
,离心率e=
5
3
,A,B是椭圆上的两动点,动点P满足
OP
=
OA
+λ
OB
,(其中λ为常数).
(1)求椭圆标准方程;
(2)当λ=1且直线AB与OP斜率均存在时,求|kAB|+|kOP|的最小值;
(3)若G是线段AB的中点,且kOA•kOB=kOG•kAB,问是否存在常数λ和平面内两定点M,N,使得动点P满足PM+PN=18,若存在,求出λ的值和定点M,N;若不存在,请说明理由.
考点:直线与圆锥曲线的综合问题
专题:圆锥曲线中的最值与范围问题
分析:(1)由已知条件推导出
a2
c
=
9
5
5
c
a
=
5
3
,由此能求出椭圆标准方程.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),由
OP
=
OA
+
OB
,得P(x1+x2,y1+y2),从而求出kAB•kOP=-
4
9
.由此能求出|kAB|+|kOP|的最小值.
(3)由已知条件推导出4x1x2+9y1y2=0,设P(x,y),由
OP
=
OA
+λ
OB
,得到x=x1+λx2,y=y1+λy2.利用点差法能求出4x2+9y2=36+36λ2.由此能求出λ=±2
2
,M(3
5
,0),N(-3
5
,0)
.
解答: 解:(1)∵椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的右准线l:x=
9
5
5
,离心率e=
5
3
,
∴
a2
c
=
9
5
5
c
a
=
5
3
,解得a=3.c=
5
.
又b2=a2-c2,∴b2=4.
∴椭圆标准方程为
x2
9
+
y2
4
=1
.…(5分)
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),
由
OP
=
OA
+
OB
,得P(x1+x2,y1+y2).
∴kAB•kOP=
y1-y2
x1-x2
•
y1+y2
x1+x2
=
y
2
1
-
y
2
2
x
2
1
-
x
2
2
=-
4
9
.
由|kAB|∈(0,+∞),得|kAB|+|kOP|≥2
|kAB•kOP|
=
4
3
,
当且仅当kAB=±
2
3
时取等号,
∴|kAB|+|kOP|的最小值是
4
3
.…(10分)
(3)∵kAB•kOG=
y1-y2
x1-x2
•
y1+y2
x1+x2
=
y
2
1
-
y
2
2
x
2
1
-
x
2
2
=-
4
9
.
∴kOA•kOB=
y1y2
x1x2
=-
4
9
.
∴4x1x2+9y1y2=0.…(11分)
设P(x,y),则由
OP
=
OA
+λ
OB
,
得(x,y)=(x1,y1)+λ(x2,y2)=(x1+λx2,y1+λy2),
即x=x1+λx2,y=y1+λy2.因为点A、B在椭圆4x2+9y2=36上,
所以
4x12+9y12=36
4x22+9y22=36
,
故4x2+9y2=4(x12+λ2x22+2λx1x2)+9(y1 2+λ2y22+2λy1y2)
=(4x12+9y12)+λ2(4x22+9y22)+2λ(4x1x2+9y1y2)
=36+36λ2+2λ(4x1x2+9y1y2).
所以4x2+9y2=36+36λ2.
即
x2
9+9λ2
+
y2
4+4λ2
=1
,所以P点是椭圆
x2
9+9λ2
+
y2
4+4λ2
=1
上的点,
设该椭圆的左、右焦点为M,N,
则由椭圆的定义PM+PN=18得18=2
9+9λ2
,
∴λ=±2
2
,M(3
5
,0),N(-3
5
,0)
.…(16分)
点评:本题考查椭圆方程的求法,考查两线段和的最小值的求法,考查满足条件的实数值和定点坐标是否存在的判断与求解,解题时要认真审题,注意点差法的合理运用.
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