问题 解答题
已知椭圆C的中心在坐标原点,焦点在x轴上,长轴长为2
3
,离心率为
3
3
,经过其左焦点F1的直线l交椭圆C于P、Q两点.
(I)求椭圆C的方程;
(II)在x轴上是否存在一点M,使得
MP
MQ
恒为常数?若存在,求出M点的坐标和这个常数;若不存在,说明理由.
答案

(I)设椭圆C的方程为

x2
a2
+
y2
b2
=1 (a>b>0).

由题意,得

2a=2
3
c
a
=
3
3
,解得
a=
3
c=1
,所以b2=2.(3分)

所求的椭圆方程为

x2
3
+
y2
2
=1.(4分)

(II)由(I)知F1(-1,0).

假设在x轴上存在一点M(t,0),使得

MP
MQ
恒为常数.

①当直线l与x轴不垂直时,设其方程为y=k(x+1),P(x1,y1)、Q(x2,y2).

y=k(x+1)
x2
3
+
y2
2
=1 
得(2+3k2)x2+6k2x+(3k2-6)=0.(6分)

所以x1+x2=-

6k2
2+3k2
x1x2=
3k2-6
2+3k2
.(7分)

MP
MQ
=(x1-t)(x2-t)+y1y2

=(x1-t)(x2-t)+k2(x1+1)(x2+1)

=(k2+1)x1x2+(k2-t)(x1+x2)+k2+t2

=

(k2+1)(3k2-6)
2+3k2
-
(k2-t)•6k2
2+3k2
+k2+t2=
(6t-1)k2-6
2+3k2
+t2

=

(2t-
1
3
)(2+3k2)-(4t+
16
3
)
2+3k2
+t2=t2+2t-
1
3
-
4t+
16
3
2+3k2

因为

MP
MQ
是与k无关的常数,从而有4t+
16
3
=0
,即t=-
4
3
.(10分)

此时

MP
MQ
=-
11
9
.(11分)

②当直线l与x轴垂直时,此时点P、Q的坐标分别为(-1,

2
3
3
)、(-1,-
2
3
3
),

t=-

4
3
时,亦有
MP
MQ
=-
11
9
.(13分)

综上,在x轴上存在定点M(-

4
3
,0),使得
MP
MQ
恒为常数,且这个常数为-
11
9
.(14分)

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