问题
解答题
已知椭圆Γ的方程为
(1)若点M满足
(2)设直线l1:y=k1x+p交椭圆Γ于C、D两点,交直线l2:y=k2x于点E.若k1•k2=-
(3)设点P在椭圆Γ内且不在x轴上,如何构作过PQ中点F的直线l,使得l与椭圆Γ的两个交点P1、P2满足
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答案
(1)∵
=AM
(1 2
+AQ
),AB
∴M是B(0,-b)和Q(a,0)的中点,
∴M(
,-a 2
).b 2
(2)由方程组
,y=k1 x+p
+x2 a2
=1y2 b2
消y得方程(a2k12+b2)x2+2a2k1px+a2(p2-b2)=0,
因为直线l1:y=k1x+p交椭圆Γ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),设C(x1,y1)、D(x2,y2),CD中点坐标为(x0,y0),
则
,x0 =
=-x1 +x2 2 a2k1 p a2
+b2k 12 y0 =k1x0 +p= b2 p a2
+b2k 12
由方程组
,消y得方程(k2-k1)x=p,y=k1 x+p y=k2 x
又因为k2=-
,b2 a2k1
所以
,x=
=-p k2 -k1
=x0a2k1 p a2
+b2k 12 y=k2 x=
=y0b2 p a2
+b2k 12
故E为CD的中点;
(3)因为点P在椭圆Γ内且不在x轴上,
所以点F在椭圆Γ内,可以求得直线OF的斜率k2,
由
+PP1
=PP2
知F为P1P2的中点,PQ
根据(2)可得直线l的斜率k1=-
,b2 a2k2
从而得直线l的方程.F(1,-
),1 2
直线OF的斜率k2=-
,1 2
直线l的斜率k1=-
=b2 a2k2
,1 2
解方程组
,消y:x2-2x-48=0,y=
x-11 2
+x2 100
=1y2 25
解得P1(-6,-4)、P2(8,3),或P1(8,3)、P2(-6,-4),.