问题 解答题
设椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)过点M(
2
,1)
,且左焦点为F1(-
2
,0)

(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)当过点P(4,1)的动直线l与椭圆C相交与两不同点A,B时,在线段AB上取点Q,满足|
AP
|
|
QB
|
=|
AQ
|
|
PB
|
,证明:点Q总在某定直线上.
答案

(Ⅰ)由题意得

c2=2
2
a2
+
1
b2
=1
c2=a2-b2

解得a2=4,b2=2,

所以椭圆C的方程为

x2
4
+
y2
2
=1.

(Ⅱ)设点Q、A、B的坐标分别为(x,y),(x1,y1),(x2,y2).

由题设知|

AP
|,|
PB
|
|
AQ
|
|
QB
|
均不为零,记λ=
|
AP
|
|
PB
|
=
|
AQ
|
|
QB
|
,则λ>0且λ≠1

又A,P,B,Q四点共线,从而

AP
=-λ
PB
AQ
QB

于是4=

x1x2
1-λ
1=
y1y2
1-λ
x=
x1x2
1+λ
y=
y1y2
1+λ

从而

x21
-λ2
x22
1-λ2
=4x①,
y21
-λ2
y22
1-λ2
=y
②,

又点A、B在椭圆C上,即x12+2y12=4 ③,x22+2y22=4 ④,

①+②×2并结合③、④得4x+2y=4,

即点Q(x,y)总在定直线2x+y-2=0上.

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