问题 解答题
已知椭圆的中心是坐标原点O,焦点在x轴上,离心率为
2
2
,又椭圆上任一点到两焦点的距离和为2
2
,过点M(0,-
1
3
)与x轴不垂直的直线l交椭圆于P、Q两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)在y轴上是否存在定点N,使以PQ为直径的圆恒过这个点?若存在,求出N的坐标,若不存在,说明理由.
答案

(1)因为离心率为

2
2
,又2a=2
2
,∴a=
2
,c=1,故b=1,故椭圆的方程为
x2
2
+y2=1

(2)设l的方程为y=kx-

1
3

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

设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=

4k
3(2k2+1)
,x1•x2=-
16
9(2k2+1)

假设在y轴上存在定点N(0,m)满足题设,则

NP
=(x1y1-m),
NQ
=(x2y2-m)

NP
NQ
=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
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,

NP
NQ
=0恒成立,即
m2-1=0
9m2+6m-15=0
,解得m=1,

因此,在y轴上存在定点N,使得以PQ为直径的圆恒过这个点,点N的坐标为(0,1).

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