问题 解答题
已知F1(-1,0),F2(1,0)是椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1的两个焦点,点G与F2关于直线l:x-2y+4=0对称,且GF1与l的交点P在椭圆上.
(I)求椭圆方程;
(II)若P、M(x1,y1),N(x2,y2)是椭圆上的不同三点,直线PM、PN的倾斜角互补,问直线MN的斜率是否是定值?如果是,求出该定值,如果不是,说明理由.
答案

(I)F2(1,0)关于直线L:x-2y+4=0对称点G(-1,4)

又GF1与l的交点P在椭圆上,

∴2a=|PF1|+|PF2|=|GF1|=4.

∴b2=a2-c2=3.

因此,所求椭圆方程为

x2
4
+
y2
3
=1

(II)由条件知直线PM,PN的斜率存在且不为0,

易得点P(-1,

3
2
),设直线PM的方程为y=k(x+1)+
3
2

由椭圆方程与直线PM方程联立消去y,

整理得(4k2+3)x2+4k(2k+3)x+4k2+12k-3=0,

∵P在椭圆上,∴方程两根为1,x1

∴1•x1=-

4k2+12k-3
4k2+3
x1=-
4k2+12k-3
4k2+3

∵直线PM,PN的倾斜角互补,

∴直线PM,PN的斜率互为相反数,

x2= -

4k2-12k-3
4k2+3

x1-x2=

-24k
4k2+3
x1+x2=
6-8k2
4k2+3

y1=k(x1+1)+

3
2
y2=-k(x2+1)+
3
2

∴y1-y2=k(x1+x2+2)=

12k
4k2+3

∴直线MN的斜率KMN=

y1-y2
x1-x2
=-
1
2
(定值)

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