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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

时间:2022-01-25 04:08:15

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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

问题补充:

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.

答案:

(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.

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.

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