问题 解答题
已知椭圆的两焦点与短轴的一个端点的连线构成等腰直角三角形,直线x-y+b=0是抛物线y2=4x的一条切线.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点S(0,-
1
3
)
的动直线L交椭圆C于A、B两点,试问:在坐标平面上是否存在一个定点T,使得以AB为直径的圆恒过点T?若存在,求出点T的坐标;若不存在,请说明理由.
答案

(1)由

x-y+b=0
y2=4x
消去y得:x2+(2b-4)x+b2=0

因直线y=x+b与抛物线y2=4x相切,

∴△=(2b-4)2-4b2=0∴b=1,

∵圆C:

x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的两焦点与短轴的一个端点的连线构成等腰直角三角

形,∴a=

2
b=
2

故所求椭圆方程为

x2
2
+y2=1.

(2)当L与x轴平行时,以AB为直径的圆的方程:x2+(y+

1
3
)2=(
4
3
)2

当L与x轴垂直时,以AB为直径的圆的方程:x2+y2=1

x2+(y+
1
3
)2=(
4
3
)2
x2+y2=1
解得
x=0
y=1

即两圆相切于点(0,1)

因此,所求的点T如果存在,只能是(0,1)

事实上,点T(0,1)就是所求的点,证明如下.

当直线L垂直于x轴时,以AB为直径的圆过点T(0,1)

若直线L不垂直于x轴,可设直线L:y=kx-

1
3

y=kx-
1
3
x2
2
+y2=1
消去y得:(18k2+9)x2-12kx-16=0

记点A(x1,y1)、B(x2y2),则

x1+x2=
12k
18k2+9
x1x2=
-16
18k2+9

又因为

TA
=(x1y1-1),
TB
=(x2y2-1)

所以

TA
TB
=x1x2+(y1-1)(y2-1)=x1x2+(kx1-
4
3
)(kx2-
4
3
)

=(1+k2)x1x2-

4
3
k(x1+x2)+
16
9

=(1+k2)•

-16
18k2+9
-
4
3
k•
12k
18k2+9
+
16
9
=0

所以TA⊥TB,即以AB为直径的圆恒过点T(0,1)

所以在坐标平面上存在一个定点T(0,1)满足条件.

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