问题 解答题
已知椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的离心率为
6
3
,F为右焦点,M、N两点在椭圆C上,且
MF
FN
(λ>0)定点A(-4,0)
(I)求证:当λ=1时,有
MN
AF

(Ⅱ)若λ=1时,有
AM
AN
=
106
3
,求椭圆C的方程.
(Ⅲ)在(Ⅱ)确定的椭圆C上,当
AM
AN
×tan∠MAN的值为6
3
时,求直线MN的方程.
答案

证明:(I)设M(x1,y1),N(x2,y2),F(c,0)

MF
=(c-x1,-y1),
FN
=(x2-c,y2),

当λ=1时,

MF
=
FN

∴c-x1=x2-c且-y1=y2

∴x1+x2=2c且-y1=y2

∵M、N两点在椭圆C上,

x21
=a2(1-
y21
b2
),
x22
=a2(1-
y22
b2
)

x21
=
x22
,即|x1|=|x2|,由x1+x2=2c可得x1=x2=c

MN
=(0,2y2),
AF
=(c+4,0)

MN
AF
=0

MN
AF

(Ⅱ)当λ=1时,不妨设M(c,

b2
a
),N(c,-
b2
a
),

AM
AN
=(c+4)2-
b4
a2
=
106
3

因为a2=

3
2
,b2=
1
2
c2,

5
6
c2+8c+16=
106
3

∴c=2,a2=6,b2=2,

故椭圆的方程为

x2
6
+
y2
2
=1.

(III)

AM
AN
×tan∠MAN=|
AM
|•|
AN
|
•sin∠MAN=2S△AMN=|AF||y1-y2|

当直线MN与x轴垂直时,|y1-y2|=

2
6
3

|AF||y1-y2|=6×

2
6
3
=4
6
不满足条件

当直线MN与x轴不垂直时,设直线MN的方程为:y=k(x-2),(k≠0)

y=k(x-2)
x2
6
+
y2
2
=1
得(1+3k2)y2+4ky-2k2=0

∴|y1-y2|=

24k4+24k2
1+3k2

∴6×

24k4+24k2
1+3k2
=6
3

即k4-2k2+1=0

∴k2=1,解得k=±1

故直线MN的方程为:y=±(x-2)

即x-y-2=0或x+y-2=0

单项选择题
多项选择题