问题 解答题
已知椭圆E:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)上任意一点到两焦点距离之和为2
3
,离心率为
3
3
,左、右焦点分别为F1,F2,点P是右准线上任意一点,过F2作直线PF2的垂线F2Q交椭圆于Q点.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)证明:直线PQ与直线OQ的斜率之积是定值;
(3)证明:直线PQ与椭圆E只有一个公共点.
答案

:(1)由题意可得

2a=2
3
e=
c
a
=
3
3
a2=b2+c2
,解得a=
3
,c=1,b=
2

所以椭圆E:

x2
3
+
y2
2
=1.

(2)由(1)可知:椭圆的右准线方程为x=

a2
c
=3,

设P(3,y0),Q(x1,y1),

因为PF2⊥F2Q,所以kQF2kPF2=

y0
2
y1
x1-1
=
y0y1
2(x1-1)
=-1,

所以-y1y0=2(x1-1)

又因为kPQkOQ=

y1
x1
y1-y0
x1-3
=
y21
-y1y0
x21
-3x1
y21
=2(1-
x21
3
)
代入化简得kPQkOQ=-
2
3

即直线PQ与直线OQ的斜率之积是定值-

2
3

(3)由(2)知,kPQkOQ=-

2
3
kOQ=
y1
x1

kPQ=-

2x1
3y1

∴直线PQ的方程为y-y1=-

2x1
3y1
(x-x1),即y=-
2x1
3y1
x+
2
y1

联立

x2
3
+
y2
2
=1
y=-
2x1
3y1
x+
2
y1
(3
y21
+2
x21
)x2-12x1x+18-9
y21
=0

3

y21
+2
x21
=6,18-9
y21
=6
x21

∴化简得:x2-2x1x+

x21
=0,又△=0,

解得x=x1,所以直线PQ与椭圆C相切,只有一个交点.

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