题目内容

精英家教网已知椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的左、右焦点分别为F1、F2,短轴两个端点为A、B,且四边形F1AF2B是边长为2的正方形.
(1)求椭圆的方程;
(2)若C、D分别是椭圆长的左、右端点,动点M满足MD⊥CD,连接CM,交椭圆于点P.证明:
OM
•
OP
为定值.
(3)在(2)的条件下,试问x轴上是否存异于点C的定点Q,使得以MP为直径的圆恒过直线DP、MQ的交点,若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
分析:(1)由题意知a=2,b=c,b2=2,由此可知椭圆方程为
x2
4
+
y2
2
=1
.
(2)设M(2,y0),P(x1,y1),则
OP
=(x1,y1),
OM
=(2,y0)
,直线CM:y=
y0
4
(x+2),即y=
y0
4
x+
1
2
y0
,代入椭圆方程x2+2y2=4,得(1+
y
2
0
8
)x2+
1
2
y
2
0
x+
1
2
y
2
0
-4=0
,然后利用根与系数的关系能够推导出
OM
•
OP
为定值.
(3)设存在Q(m,0)满足条件,则MQ⊥DP.
MQ
=(m-2,-y0),
DP
=(-
4
y
2
0
y
2
0
+8
,
8y0
y
2
0
+8
)
,再由
MQ
•
DP
=0得-
4
y
2
0
y
2
0
+8
(m-2)-
8
y
2
0
y
2
0
+8
=0
,由此可知存在Q(0,0)满足条件.
解答:解:(1)a=2,b=c,a2=b2+c2,∴b2=2;
∴椭圆方程为
x2
4
+
y2
2
=1
(4分)
(2)C(-2,0),D(2,0),设M(2,y0),P(x1,y1),
则
OP
=(x1,y1),
OM
=(2,y0)

直线CM:y=
y0
4
(x+2),即y=
y0
4
x+
1
2
y0
,代入椭圆方程x2+2y2=4,
得(1+
y
2
0
8
)x2+
1
2
y
2
0
x+
1
2
y
2
0
-4=0
(6分)
∵x1=-
1
2
4(
y
2
0
-8)
y
2
0
+8
,∴x1=-
2(
y
2
0
-8)
y
2
0
+8
,∴y1=
8y0
y
2
0
+8
,∴
OP
=(-
2(
y
2
0
-8)
y
2
0
+8
,
8y0
y
2
0
+8
)
(8分)
∴
OP
•
OM
=-
4(
y
2
0
-8)
y
2
0
+8
+
8
y
2
0
y
2
0
+8
=
4
y
2
0
+32
y
2
0
+8
=4
(定值)(10分)
(3)设存在Q(m,0)满足条件,则MQ⊥DP(11分)
MQ
=(m-2,-y0),
DP
=(-
4
y
2
0
y
2
0
+8
,
8y0
y
2
0
+8
)
(12分)
则由
MQ
•
DP
=0得-
4
y
2
0
y
2
0
+8
(m-2)-
8
y
2
0
y
2
0
+8
=0
,从而得m=0
∴存在Q(0,0)满足条件(14分)
点评:本题考查直线和椭圆的位置关系,解题时要认真审题,仔细解答.
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