问题 解答题
已知椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的离心率为
2
2
,其左、右焦点分别为F1,F2,点P(x0,y0)是坐标平面内一点,且|OP|=
7
2
PF1
PF2
=
3
4
(O为坐标原点).
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点S(0,-
1
3
)
且斜率为k的动直线l交椭圆于A、B两点,在y轴上是否存在定点M,使以AB为直径的圆恒过这个点?若存在,求出M的坐标,若不存在,说明理由.
答案

(1)设P(x0,y0),F1(-c,0),F2(c,0),

则由|OP|=

7
2
x20
+
y20
=
7
4

PF1
PF2
=
3
4
(-c-x0,-y0)•(c-x0,-y0)=
3
4

x20
+
y20
-c2=
3
4

所以c=1

又因为

c
a
=
2
2
,所以a2=2,b2=1.

因此所求椭圆的方程为:

x2
2
+y2=1.

(2)动直线l的方程为:y=kx-

1
3

y=kx-
1
3
x2
2
+y2=1
(2k2+1)x2-
4
3
kx-
16
9
=0

设A(x1,y1),B(x2,y2).

x1+x2=

4k
3(2k2+1)
x1x2=-
16
9(2k2+1)

假设在y轴上存在定点M(0,m),满足题设,则

MA
=(x1y1-m),
MB
=(x2y2-m).

MA
MB
=x1x2+(y1-m)(y2-m)=x1x2+y1y2-m(y1+y2)+m2

=x1x2+(kx1-

1
3
)(kx2-
1
3
)-m(kx1-
1
3
+kx2-
1
3
)+m2

=(k2+1)x1x2-k(

1
3
+m)(x1+x2)+m2+
2
3
m+
1
9

=-

16(k2+1)
9(2k2+1)
-k(
1
3
+m)
4k
3(2k2+1)
+m2+
2
3
m+
1
9

=

18(m2-1)k2+(9m2+6m-15)
9(2k2+1)

由假设得对于任意的k∈R•

MA
MB
=0恒成立,

m2-1=0
9m2+6m-15=0
解得m=1.

因此,在y轴上存在定点M,使得以AB为直径的圆恒过这个点,

点M的坐标为(0,1)

综合
选择题