问题 解答题
已知椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)的离心率为
6
3
,过右焦点F且斜率为1的直线交椭圆C于A,B两点,N为弦AB的中点,O为坐标原点.
(1)求直线ON的斜率kON
(2)对于椭圆C上的任意一点M,设
OM
OA
OB
(λ∈R,μ∈R),求证:λ22=1.
答案

(1)设椭圆的焦距为2c,

因为

c
a
=
6
3
,所以有
a2-b2
a2
=
2
3
,故有a2=3b2

从而椭圆C的方程可化为x2+3y2=3b2                                        ①

∴右焦点F的坐标为(

2
b,0),

据题意有AB所在的直线方程为:y=x-

2
b.②

由①,②有:4x2-6

2
bx+3b2=0.③

设A(x1,y1),B(x2,y2),弦AB的中点N(x0,y0),由③及韦达定理有:x0=

3
2
4
b,y0=x0-
2
b=-
2
4
b

所以kON=

y0
x0
=-
1
3
,即为所求.…(6分)

(2)证明:显然

OA
OB
可作为平面向量的一组基底,由平面向量基本定理,对于这一平面内的向量
OM
,有且只有一对实数λ,μ,使得等式
OM
OA
OB
成立.

设M(x,y),由(1)中各点的坐标有:(x,y)=λ(x1,y1)+μ(x2,y2),

故x=λx1+μx2,y=λy1+μy2.…(8分)

又因为点M在椭圆C上,所以有x1x2)2+3(λy1y2)2=3b2

整理可得:λ2(x12+3y12)+μ2(x22+3y22)+2λμ(x1x2+3y1y2)=3b2.④

由③有:x1+x2=

3
2
2
b,x1x2=
3
4
b2

所以x1x2+3y1y2=3b2-9b2+6b2=0   ⑤

又点A,B在椭圆C上,故有x12+3y12=x22+3y22=3b2.⑥

将⑤,⑥代入④可得:λ22=1.…(13分)

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