问题 解答题
已知椭圆┍的方程为
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0),点P的坐标为(-a,b).
(1)若直角坐标平面上的点M、A(0,-b),B(a,0)满足
PM
=
1
2
PA
+
PB
),求点M的坐标;
(2)设直线l1:y=k1x+p交椭圆┍于C、D两点,交直线l2:y=k2x于点E.若k1•k2=-
b2
a2
,证明:E为CD的中点;
(3)对于椭圆┍上的点Q(acosθ,bsinθ)(0<θ<π),如果椭圆┍上存在不同的两个交点P1、P2满足
PP1
+
PP2
=
PQ
,写出求作点P1、P2的步骤,并求出使P1、P2存在的θ的取值范围.
答案

(1)设M(x,y)

PM
=
1
2
PA
+
PB
),

∴2(x+a,y-b)=(a,-2b)+(2a,-b)

2(x+a)=3a
2(y-b)=-3b

解得x=

a
2
y=-
b
2

M点坐标为(

a
2
,-
b
2

(2)由方程组

y=k1x+p
x2
a2
+
y2
b2
=1
,消y得方程(a2k′1+b2)x2+2a2k1px+a2(p2-b2)=0,

因为直线l1:y=k1x+p交椭圆于C、D两点,所以△>0,即a2k12+b2-p2>0,

设C(x1,y1)、D(x2,y2),CD中点坐标为(x0,y0),

则x0=

x1+x2
2
=-
a2k1p
a2
k21
+b2
,y0=k1x0+p=
b2p
a2
k21
+b2
,由方程组
y=k1x+p
y=k2x
,消y得方程(k2-k1)x=p,

又因为k2=-

b2
a2k1
,所以x=
p
k2-k1
=x0,y=k2x=y0

故E为CD的中点;

(3)求作点P1、P2的步骤:

1°求出PQ的中点E(-

a(1-cosθ)
2
b(1+sinθ)
2
),

2°求出直线OE的斜率k2=

b(1+sinθ)
2
a(1-cosθ)
2
=
b(1+sinθ)
a(1-cosθ)

3°由

PP1
+
PP2
=
PQ
,知E为CD的中点,根据(2)可得CD的斜率k1=
b(1-cosθ)
a(1+sinθ)

4°从而得直线P1P2的方程:y-

b(1+sinθ)
2
=
b(1-cosθ)
a(1+sinθ)
(x+
a(1-cosθ)
2
),

5°将直线CD与椭圆Γ的方程联立,方程组的解即为点P1、P2的坐标.

欲使P1、P2存在,必须点E在椭圆内,

所以

(1-cosθ)2
4
+
(1+sinθ)2
4
<1,化简得sinθ-cosθ<
1
2
,∴sin(θ-
π
4
)<
2
4

又0<q<p,所以-

π
4
<θ-
π
4
<arcsin
2
4

故q的取值范围是(0,

π
4
+arcsin
2
4

单项选择题 B型题
材料分析题