题目内容

【题目】在平面直角坐标系xOy中,椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,椭圆上动点P到一个焦点的距离的最小值为3(-1).

(1) 求椭圆C的标准方程;

(2) 已知过点M(0,-1)的动直线l与椭圆C交于A,B两点,试判断以线段AB为直径的圆是否恒过定点,并说明理由.

【答案】(1)+=1;(2)过定点,理由见解析.

【解析】

(1) 椭圆上动点P(x0,y0)到左、右焦点的距离的最小值为a-c,结合离心率可求得,从而可得,得椭圆标准方程;

(2) 先根据直径AB竖直和水平两种情况,猜出定点可能为D(0,3),再考虑是否为零.

(1) 由题意,得解得所以b2=a2-c2=9.

椭圆C的标准方程是+=1.

(2) 当直线l的斜率不存在时,以AB为直径的圆的方程为x2+y2=9;

当直线l的斜率为零时,以AB为直径的圆的方程为x2+(y+1)2=16.

这两圆仅有唯一公共点,也是椭圆的上顶点D(0,3).猜想以AB为直径的圆恒过定点D(0,3).

证明如下:

(向量法) 设直线l的方程为y=kx-1,A(x1,y1),B(x2,y2).只要证=x1x2+(y1-3)(y2-3)=x1x2+(kx1-4)(kx2-4)=0即可.

即要证=(1+k2)x1x2-4k(x1+x2)+16=0.

由消去y,得(1+2k2)x2-4kx-16=0,

Δ=16k2+64(1+2k2)>0,此方程总有两个不等实根x1,x2.

所以x1+x2=,x1x2=.

所以=(1+k2)x1x2-4k(x1+x2)+16=-+16=0.

所以DA⊥DB,所以,以AB为直径的圆恒过定点D(0,3).

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