问题 解答题
已知椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)的一个顶点为B(0,4),离心率e=
5
5
,直线l交椭圆于M、N两点.
(1)若直线l的方程为y=x-4,求弦MN的长;
(2)如果△BMN的重心恰好为椭圆的右焦点F,求直线l方程的一般式.
答案

(1)由已知椭圆

x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的一个顶点为B(0,4),

∴b=4,

又∵离心率e=

c
a
=
5
5

c2
a2
=
1
5

a2-b2
a2
=
1
5
,解得a2=20,

∴椭圆方程为

x2
20
+
y2
16
=1;…(3分)

由4x2+5y2=80与y=x-4联立,

消去y得9x2-40x=0,

∴x1=0,x2=

40
9

∴所求弦长|MN|=

1+12
|x2-x1|=
40
2
9
;…(6分)

(2)椭圆右焦点F的坐标为(2,0),

设线段MN的中点为Q(x0,y0),

由三角形重心的性质知

BF
=2
FQ
,又B(0,4),

∴(2.-4)=2(x0-2,y0),

故得x0=3,y0=-2,

求得Q的坐标为(3,-2);…(9分)

设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=6,y1+y2=-4,

x21
20
+
y21
16
=1,
x22
20
+
y22
16
=1,…(11分)

以上两式相减得

(x1+x2)(x1-x2)
20
+
(y1+y2)(y1-y2)
16
=0,

kMN=

y1-y2
x1-x2
=-
4
5
x1+x2
y1+y2
=-
4
5
6
-4
=
6
5

故直线MN的方程为y+2=

6
5
(x-3),即6x-5y-28=0.…(13分)

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