问题 解答题
已知椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
上有一个顶点到两个焦点之间的距离分别为3+2
2
3-2
2

(1)求椭圆的方程;
(2)如果直线x=t(t∈R)与椭圆相交于A,B,若C(-3,0),D(3,0),证明直线CA与直线BD的交点K必在一条确定的双曲线上;
(3)过点Q(1,0)作直线l(与x轴不垂直)与椭圆交于M、N两点,与y轴交于点R,若
RM
MQ
RN
NQ
,证明:λ+μ为定值.
答案

(1)由已知得

a+c=3+2
2
a-c=3-2
2
,解得
a=3
c=2
2

∴b2=a2-c2=1…(3分)

∴椭圆方程为

x2
9
+y2=1.…(5分)

(2)依题意可设A(t,y0),B(t,-y0),K(x,y),且有

t2
9
+y02=1

CA:y=

y0
t+3
(x+3),DB:y=
-y0
t-3
(x-3),

y2=

-
y20
t2-9
(x2-9),

t2
9
+y02=1代入即得y2=
1
9
(x2-9),
x2
9
-y2=1

所以直线CA与直线BD的交点K必在双曲线

x2
9
-y2=1上.…(10分)

(3)依题意,直线l的斜率存在,故可设直线l的方程为y=k(x-1),…(11分)

设M(x3,y3)、N(x4,y4)、R(0,y5),则M、N两点坐标满足方程组

y=k(x-1) 
x2
9
+y2=1 .

消去y并整理,得(1+9k2)x2-18k2x+9k2-9=0,

所以x3+x4=

18k2
1+9k2
,①x3x4=
9k2-9
1+9k2
,②…(13分)

因为

RM
MQ
,所以(x3,y3)-(0,y5)=λ[(1,0)-(x3,y3)],

x3=λ(1-x3
y3-y5=-λy3 .
,所以x3=λ(1-x3),

又l与x轴不垂直,所以x3≠1,

所以λ=

x3
1-x3
,同理μ=
x4
1-x4
.        …(14分)

所以λ+μ=

x3
1-x3
+
x4
1-x4
=
(x3+x4)-2x3x4
1-(x3+x4)+x3x4

将①②代入上式可得λ+μ=-

9
4
.      …(16分)

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