题目内容

如图,设AB、A′B′分别是圆O:x2+y2=a2和椭圆的弦,端点A与A′、B与B′的横坐标分别相等,纵坐标分别同号.
(Ⅰ)若椭圆C的短轴长为2,离心率为,求椭圆C的方程;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,若弦AB过定点,试探究弦A′B′是否也必过某个定点.

【答案】分析:(Ⅰ)根据椭圆C的短轴长为2,离心率为,求出几何量,即可求得椭圆C的方程;
(Ⅱ)解法一:利用点A在圆O上,点A′在椭圆C上,确定A′,B′的纵坐标,利用弦AB过定点,确定直线A′B′的方程,从而可得弦A′B′必过定点;
解法二:根据圆O上的每一点横坐标不变,纵坐标缩短为原来的倍可得到椭圆C,端点A与A′、B与B′的横坐标分别相等,纵坐标分别同号,由弦AB过定点,猜想弦A′B′过定点,进一步可证得结论.
解答:解:(Ⅰ)由题意得,b=1,,…(2分)
解得:a2=4,所以椭圆C的方程为:.…(4分)
(Ⅱ)解法一:由(Ⅰ)得:圆O的方程为:x2+y2=4.…(5分)
设A(x1,y1)、B(x2,y2)、A′(x1,m)、B′(x2,n),
∵点A在圆O上,∴,…①
∵点A′在椭圆C上,∴,…②
联立方程①②解得:,同理解得:.
∴、.…(8分)
∵弦AB过定点,
∴x1≠x2且kAM=kBM,即,
化简得…(10分)
直线A′B′的方程为:,即,
由得直线A′B′的方程为:,
∴弦A′B′必过定点.…(12分)
解法二:由(Ⅰ)得:圆O的方程为:x2+y2=4.…(5分)
设A(x1,y1)、B(x2,y2),
∵圆O上的每一点横坐标不变,纵坐标缩短为原来的倍可得到椭圆C,
又端点A与A′、B与B′的横坐标分别相等,纵坐标分别同号,
∴、.…(8分)
由弦AB过定点,猜想弦A′B′过定点.…(9分)
∵弦AB过定点,
∴x1≠x2且kAM=kBM,即…①…(10分)
,,
由①得=,
∴弦A′B′必过定点.…(12分)
点评:本小题主要考查直线、圆、椭圆等基础知识,考查运算求解能力、推理论证能力,考查数形结合思想、化归与转化思想、函数与方程思想.
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