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已知F1,F2为椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1
,(a>b>0)的左右焦点,O是坐标原点,过F2作垂直于x轴的直线MF2交椭圆于M,设|MF2|=d.
(1)证明:d,b,a成等比数列;
(2)若M的坐标为(
2
,1)
,求椭圆C的方程;
[文科]在(2)的椭圆中,过F1的直线l与椭圆C交于A、B两点,若
OA
•
OB
=0,求直线l的方程.
[理科]在(2)的椭圆中,过F1的直线l与椭圆C交于A、B两点,若椭圆C上存在点P,使得
OP
=
OA
+
OB
,求直线l的方程.
分析:(1)设M点的坐标为(c,y0),则|y0|=d,代入椭圆方程,整理可得
d
b
=
b
a
,进而根据等比数列的定义得到结论;
(2)M的坐标为(
2
,1)
,则c=
2
,d=1
,进而求出a,b的值,可得椭圆C的方程;
[文科]设点A(x1,y1)、B(x2,y2),由
OA
•
OB
=0,联立方程,由韦达定理和向量垂直的充要条件构造关于直线斜率的方程,解方程求出直线斜率,可得直线l的方程.
[理科]设点P(x,y),A(x1,y1)、B(x2,y2),进而根据
OP
=
OA
+
OB
,由韦达定理和向量加法坐标运算公式,构造关于直线斜率的方程,解方程求出直线斜率,可得直线l的方程.
解答:证明:(1)由条件知M点的坐标为(c,y0),其中|y0|=d,
∴
c2
a2
+
d2
b2
=1,d=b?
1-
c2
a2
=
b2
a
,(3分)
∴
d
b
=
b
a
,
即d,b,a成等比数列.(4分)
解:(2)由条件知c=
2
,d=1
,
∴
b2=a?1
a2=b2+2
(6分)

∴解得a=2,b=
2
.,
∴椭圆方程为
x2
4
+
y2
2
=1
(8分)
[文科]设点A(x1,y1)、B(x2,y2),
当l⊥x轴时,A(-
2
,-1)、B(-
2
,1),
所以
OA
•
OB
≠0.(9分)
设直线l的方程为y=k(x+
2
),
代入椭圆方程得
x2
4
+
k2(x+
2
)2
2
=1
.(11分)
即(1+2k2)x2-4
2
k2
x+4k2-4=0
所以x1+x2=
4
2
k2
1+2k2
,x1?x2=
4k2-4
1+2k2
.(13分)
由
OA
•
OB
=0
得x1?x2+y1?y2=0
x1?x2+k2(x1+
2
)(x2+
2
)=(1+k2)x1?x2+
2
k2(x1+x2)+2k2=0

代入得
(1+k2)(4k2-4)
1+2k2
-
4
2
k2?
2
k2
1+2k2
+2k2=0
,解得k=±
2
.
所以直线l的方程为y=±
2
(x+
2
)
.(16分)
[理科]设点P(x,y),A(x1,y1)、B(x2,y2),
由
OP
=
OA
+
OB
,得
x=x1+x2
y=y1+y2

当l⊥x轴时,A(-
2
,-1)、B(-
2
,1),
此时P(-2
2
,0)不在椭圆上.(9分)
设直线l的方程为y=k(x+
2
),
代入椭圆方程得(1+2k2)x2-4
2
k2
x+4k2-4=0.(11分)
所以x1+x2=
4
2
k2
1+2k2
,x1?x2=
4k2-4
1+2k2
.(13分)
把点P(x,y)代入椭圆方程得
32k4
4(1+2k2)2
+
8k2
2(1+2k2)2
=1
,解得k2=
1
2
,
所以直线l的方程为y=±
2
2
(x+
2
)
.(16分)
点评:本题考查的知识点是直线与圆锥曲线的综合问题,椭圆的简单性质,是高考的压轴题型,综合能力强,运算量大,属于难题.
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相关习题

科目:高中数学 来源: 题型:

已知F1,F2为椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)的两个焦点,过F2作椭圆的弦AB,若△AF1B的周长为16,椭圆的离心率e=
3
2
,则椭圆的方程为(  )
A、
x2
4
+
y2
3
=1
B、
x2
16
+
y2
3
=1
C、
x2
16
+
y2
4
=1
D、
x2
16
+
y2
12
=1

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知F1,F2为椭圆E的两个左右焦点,抛物线C以F1为顶点,F2为焦点,设P为椭圆与抛物线的一个交点,如果椭圆离心率e满足|PF1|=e|PF2|,则e的值为
 
.

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知F1、F2为椭圆
x2
25
+
y2
9
=1
的两个焦点,点P是椭圆上的一个动点,则|PF1|•|PF2|的最小值是
9
9
.

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知F1、F2为椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的焦点,B为椭圆短轴的一个端点,
BF1
•
BF2
≥
1
2
F1F2
2
则椭圆的离心率的取值范围是
(0,
1
2
]
(0,
1
2
]
.

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科目:高中数学 来源: 题型:

(2009•荆州模拟)已知F1、F2为椭圆C:
x2
m+1
+
y2
m
=1的两个焦点,P为椭圆上的动点,则△F1PF2面积的最大值为2,则椭圆的离心率e为(  )

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