题目内容

17.已知椭圆$\frac{y^2}{a^2}+\frac{x^2}{b^2}$=1(a>b>0)的离心率e=$\frac{{\sqrt{3}}}{2}$,椭圆左、右顶点分别为A、B,且A到椭圆两焦点的距离之和为4.设P为椭圆上不同于A、B的任一点,作PQ⊥x轴,Q为垂足.M为线段PQ中点,直线AM交直线l:x=b于点C,D为线段BC中点(如图).
(1)求椭圆的方程;
(2)证明:△OMD是直角三角形.

分析 (1)由题意可得:$\left\{\begin{array}{l}{\frac{c}{a}=\frac{\sqrt{3}}{2}}\\{2a=4}\\{{a}^{2}={b}^{2}+{c}^{2}}\end{array}\right.$,解出即可得出;
(2)A(-1,0),B(1,0),直线l:x=1.设点P(x0,y0),可得点M,把P代入椭圆方程可得$4x_0^2+y_0^2=4$.得出直线AM的方程,令x=1,得C(1,$\frac{y_0}{{{x_0}+1}}$),可得D(1,$\frac{y_0}{{2({x_0}+1)}}$).再利用向量垂直与数量积的关系即可证明.

解答 解:(1)由题意可得:$\left\{\begin{array}{l}{\frac{c}{a}=\frac{\sqrt{3}}{2}}\\{2a=4}\\{{a}^{2}={b}^{2}+{c}^{2}}\end{array}\right.$,解得$\left\{\begin{array}{l}{a=2}\\{b=1}\end{array}\right.$,
∴椭圆的方程为$\frac{y^2}{4}+{x^2}=1$.
(2)证明:A(-1,0),B(1,0),直线l:x=1.
设点P(x0,y0),可得点$M({x_0},\frac{y_0}{2})$,且$4x_0^2+y_0^2=4$,
直线AM:$y=\frac{y_0}{{2({x_0}+1)}}(x+1)$,令x=1,得C(1,$\frac{y_0}{{{x_0}+1}}$),∴D(1,$\frac{y_0}{{2({x_0}+1)}}$).
∴$\overrightarrow{OM}=({x_0},\frac{y_0}{2})$,$\overrightarrow{DM}=({x_0}-1,\frac{y_0}{2}-\frac{y_0}{{2({x_0}+1)}})=({x_0}-1,\frac{{{x_0}{y_0}}}{{2({x_0}+1)}})$.
∴$\overrightarrow{OM}•\overrightarrow{DM}=({x_0},\frac{y_0}{2})•({x_0}-1,\frac{{{x_0}{y_0}}}{{2({x_0}+1)}})={x_0}({x_0}-1)+\frac{{{x_0}y_0^2}}{{4({x_0}+1)}}=\frac{{{x_0}(4x_0^2-4+y_0^2)}}{{4({x_0}+1)}}$,
∵$4{x}_{0}^{2}+{y}_{0}^{2}$=4,∴$\overrightarrow{OM}•\overrightarrow{DM}$=0,
∴∠OMD=90°.  
故△OMD是直角三角形.

点评 本题考查了圆锥曲线的标准方程及其性质、直线与椭圆相交问题、向量垂直与数量积直之间的关系、中点坐标公式等基础知识与基本技能,考查了推理能力与计算能力,属于难题.

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