已知椭圆及点,过点M作直线l交椭圆于P,Q两点.
(1)若M是弦PQ的中点,求直线PQ的方程;
(2)求证:以线段PQ为直径的圆恒过椭圆上一定点A,并求出定点A的坐标.
网友回答
(1)解:设过M的直线的方程为y=k(x+)-=kx+
代入椭圆方程得:x2+3(kx+)2=12;展开化简得:
(1+3k2)x2+3k(3k-1)x+=0
即有(1+3k2)x2+3k(3k-1)x+=0
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=
∵是弦PQ的中点,
∴=-3
∴k=-1
∴直线PQ的方程为y=-x-2,即x+y+2=0;
(2)证明:设A(m,n),A在椭圆上,其坐标满足椭圆方程,即…(1)
如果A在以PQ为直径的园上,则AP⊥AQ,于是向量的数量积?=0;
即?=(x?-m)(x?-m)+(y?-n)(y?-n)=x?x?-m(x?+x?)+m2+y?y?-n(y?+y?)+n2
=++m2+-+n2=0
去分母得9(3k-5)(k+1)+12mk(3k-1)+4m2(1+3k2)+(-39k2-6k+1)-4n(3k-1)+4n2(1+3k2)=0
化简整理得(12m2+36m+12n2-12)k2-(12m+12n+24)k+4m2+4n2+4n-44=0
12(m2+3m+n2-1)k2-12(m+n+2)k+4(m2+n2+n-11)=0…(2)
令m2+3m+n2-1=0…(3)
m+n+2=0…(4)
m2+n2+n-11=0…(5)
(3)-(5)得3m-n+10=0…(6)
(4)+(6)得4m+12=0,故得m=-3;代入(5)式得n=1;
由此可见,当m=-3,n=1时,(2)是恒等式;而(-3,1)满足方程(1),即(-3,1)在椭圆上.
这就证明了无论直线的k为何值,以弦PQ为直径的圆一定过椭圆上的定点A(-3,1).
解析分析:(1)设出直线PQ的方程,代入椭圆方程,利用韦达定理,结合M是弦PQ的中点,即可求得结论;(2)A在以PQ为直径的园上,则AP⊥AQ,于是向量的数量积?=0,由此化简可得结论.
点评:本题考查直线与椭圆的位置关系,考查恒过定点问题,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.