[例1]求过点(0,2)的直线被椭圆x2+2y2=2所截弦的中点的轨迹方程.
解:设直线方程为y=kx+2,
把它代入x2+2y2=2,
整理得(2k2+1)x2+8kx+6=0.
要使直线和椭圆有两个不同交点,则Δ>0,即k<-
或k>
.
设直线与椭圆两个交点为A(x1,y1)、B(x2,y2),中点坐标为C(x,y),则
x=
=
,
y=
+2=
.
|
|
y=
消去k得x2+2(y-1)2=2,
且|x|<
,0<y<
.
[例2](2005江西文)
如图,M是抛物线上y2=x上的一点,动弦ME、MF分别交x轴于A、B两点,且MA=MB.
(1)若M为定点,证明:直线EF的斜率为定值;
(2)若M为动点,且∠EMF=90°,求△EMF的重心G的轨迹方程.
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解:(1)设M(y
,y0),直线ME的斜率为k(l>0)
则直线MF的斜率为-k,
![]()
消![]()
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所以直线EF的斜率为定值
(2)![]()
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同理可得![]()
设重心G(x, y),则有![]()
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[例3](2006浙江)如图,椭圆
=1(a>b>0)与过点A(2,0)B(0,1)的直线有且只有一个公共点T,且椭圆的离心率e=
.
(Ⅰ)求椭圆方程;
(Ⅱ)设F
、F
分别为椭圆的左、右焦点,M为线段
的中点,求证:∠ATM=∠AF
T.
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解:(I)过点
、
的直线方程为![]()
因为由题意得
有惟一解,
即
有惟一解,
所以
(
),
故 ![]()
又因为
即 ![]()
所以 ![]()
从而得 ![]()
故所求的椭圆方程为 ![]()
(II)由(I)得
故![]()
从而![]()
由![]()
解得
所以 ![]()
因为![]()
又![]()
得![]()
![]()
因此![]()
[例4]已知椭圆C:
+
=1(a>b>0),两个焦点分别为F1和F2,斜率为k的直线l过右焦点F2且与椭圆交于A、B两点,设l与y轴交点为P,线段PF2的中点恰为B.
(1)若|k|≤
,求椭圆C的离心率的取值范围;
(2)若k=
,A、B到右准线距离之和为
,求椭圆C的方程.
解:(1)设右焦点F2(c,0),则l:y=k(x-c).
令x=0,则y=-ck,∴P(0,-ck).
∵B为F2P的中点,∴B(
,-
).
∵B在椭圆上,∴
+
=1.
∴k2=
·
=(
-1)(4-e2)
=
+e2-5.
∵|k|≤
,∴
+e2-5≤
.
∴(5e2-4)(e2-5)≤0.
∴
≤e2<1.∴
≤e<1.
(2)k=
,∴e=
.∴
=
.
∴a2=
c2,b2=
c2.椭圆方程为
+
=1,即x2+5y2=
c2.
直线l方程为y=
(x-c),
B(
,-
c),右准线为x=
c.
设A(x0,y0),则
(
c-x0)+(
c-
)=
,
∴x0=2c-
,y0=
(c-
).
∵A在椭圆上,
∴(2c-
)2+5[
(c-
)]2=
c2.
解之得c=2或c=
(不合题意,舍去).
∴椭圆方程为x2+5y2=5,即
+y2=1.
[研讨.欣赏](2006山东)双曲线C与椭圆
有相同的焦点,直线
为C的一条渐近线。
(1)求双曲线C的方程;
(2)过点
的直线
,交双曲线C于A、B两点,交
轴于Q点(Q点与C的顶点不重合),当
,且
时,求
点的坐标。
解:(Ⅰ)设双曲线方程为![]()
由椭圆
求得两焦点为
,
对于双曲线
,又
为双曲线
的一条渐近线
![]()
解得
,
双曲线
的方程为![]()
![]()
![]()
(Ⅱ)解法一:
由题意知直线
的斜率
存在且不等于零。
设
的方程:
,![]()
则![]()
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![]()
![]()
![]()
在双曲线
上,
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
同理有:![]()
若
则直线
过顶点,不合题意.![]()
是二次方程
的两根.
![]()
,
此时
.
所求
的坐标为
.
解法二:
由题意知直线
的斜率
存在且不等于零
设
的方程,
,则
.
,
分
的比为
.
由定比分点坐标公式得
![]()
下同解法一
解法三:
由题意知直线
的斜率
存在且不等于零
设
的方程:
,则
.
,
.
,
,
,
又
,
![]()
即![]()
将
代入
得
![]()
,否则
与渐近线平行。
。
![]()
![]()
![]()
解法四:
由题意知直线l得斜率k存在且不等于零,设
的方程:
,![]()
则![]()
,
。
![]()
![]()
同理 ![]()
.
即
。 (*)
又 ![]()
消去y得
.
当
时,则直线l与双曲线得渐近线平行,不合题意,
。
由韦达定理有:
![]()
![]()
代入(*)式得 ![]()
所求Q点的坐标为
。
1.(2004全国I)设抛物线y2=8x的准线与x轴交于点Q,若过点Q的直线l与抛物线有公共点,则直线l 的斜率的取值范围是 ( )
A.[-
,
] B.[-2,2] C.[-1,1] D.[-4,4]