题目内容

已知椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
,A,B分别为左顶点和上顶点,F为右焦点,过F作x轴的垂线交椭圆于点C,且直线AB与直线OC平行.
(1)求椭圆的离心率;
(2)已知定点M(3,0),P为椭圆上的动点,若△OMP的重心轨迹经过点(1,1),求椭圆的方程.
分析:(1)首先根据A、B的坐标,得到直线AB的斜率kAB=
b
a
,再根据F是椭圆的焦点且CF⊥x轴,结合椭圆方程得到点C坐标(c,
b2
a
),于是直线OC的斜率为kOC=
b2
ac
.最后根据直线AB与直线OC平行,利用斜率相等可得b=c,即可求得椭圆的离心率;
(2)由(1),可设椭圆方程为
x2
2b2
+
y2
b2
=1
,动点P的坐标为(x0,y0),△OMP重心G的坐标为(x,y),据三角形重心坐标公式结合坐标转移的方法,可得点G的轨迹方程,因为G的轨迹经过点(1,1),所以将点(1,1)代入所求出的轨迹方程,即可得b2=9,从而得到椭圆的方程.
解答:解:(1)∵A(-a,0),B(0,b),∴直线AB的斜率kAB=
b
a

∵CF⊥x轴,∴将x=c代入椭圆方程得
y2
b2
=1-
c2
a2
=
b2
a2
,y=±
b2
a
(2分)
得点C坐标为(c,
b2
a
,于是OC的斜率为kOC=
b2
a
c
=
b2
ac

∵直线AB与直线OC平行,
∴kAB=kOC,即
b
a
=
b2
ac
,可得b=c(4分)
∴椭圆的离心率e=
c
a
=
c
b2+c2
=
c
c2+c2
=
2
2
(6分)
(2)由(1),可设椭圆方程为
x2
2b2
+
y2
b2
=1
,(b>0)
设动点P的坐标为(x0,y0),△OMP重心G的坐标为(x,y),据三角形重心坐标公式可得
x=
x0+3
3
y=
y0
3
x0=3x-3
y0=3y
,得点P(3x-3,3y)(8分)
∵点P在椭圆
x2
2b2
+
y2
b2
=1
上,
(3x-3)2
2b2
+
9y2
b2
=1
,此为点G的轨迹方程(10分)
∵G的轨迹经过点(1,1),
∴b2=9,得到椭圆的方程为:
x2
18
+
y2
9
=1
(12分)
点评:本题给出椭圆中两条线段互相平行,求椭圆的离心率,并在已知三角形重心坐标的情况下求椭圆的方程,着重考查了三角形重心公式、椭圆的基本概念和轨迹方程求法等知识点,属于中档题.
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