问题 解答题
已知椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的离心率e=
2
2
,左、右焦点分别为F1、F2,点P(2,
3
)
,点F2在线段PF1的中垂线上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设直线l:y=kx+m与椭圆C交于M、N两点,直线F2M与F2N的倾斜角分别为α,β,且α+β=π,求证:直线l过定点,并求该定点的坐标.
答案

(1)由椭圆C的离心率e=

2
2
c
a
=
2
2
,其中c=
a2-b2

椭圆C的左、右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0)又点F2在线段PF1的中垂线上

∴|F1F2|=|PF2|,∴(2c

)
=(
3
)2+(2-c)2解得c=1,a2=2,b2=1,

椭圆的方程为

x2
2
+y2=1.

(2)由题意,知直线MN存在斜率,设其方程为y=kx+m.由

x2
2
+y2=1
y=kx+m

消去y,得(2k2+1)x2+4kmx+2m2-2=0.设M(x1,y1),N(x2,y2),

则△=(4km)2-4(2k2+1)(2m2-2)≥0

即2k2-m2+1≥0

x1+x2=-

4km
2k2+1
x1x2=
2m2-2
2k2+1
,且kF2M=
kx1+m
x1-1
kF2N=
kx2+m
x2-1

由已知α+β=π,得kF2M+kF2N=0,即

kx1+m
x1-1
+
kx2+m
x2-1
=0.

化简,得2kx1x2+(m-k)(x1+x2-2m)=0

2k•

2m2-2
2k2+1
-
4km(m-k)
2k2+1
-2m=0整理得m=-2k.

∴直线MN的方程为y=k(x-2),因此直线MN过定点,该定点的坐标为(2,0)

综合
单项选择题