已知椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)上有一个顶点到两个焦点之间的距离分别为3+22,3-22.
(1)求椭圆的方程;
(2)如果直线x=t(t∈R)与椭圆相交于A,B,若C(-3,0),D(3,0),证明直线CA与直线BD的交点K必在一条确定的双曲线上;
(3)过点Q(1,0)作直线l(与x轴不垂直)与椭圆交于M、N两点,与y轴交于点R,若RM=λMQ,RN=μNQ,证明:λ+μ为定值.
x
2
a
2
+
y
2
b
2
=
1
(
a
>
b
>
0
)
3
+
2
2
3
-
2
2
RM
=
λ
MQ
RN
=
μ
NQ
【答案】(1)椭圆方程为;
(2)证明:依题意可设A(t,y0),B(t,-y0),K(x,y),且有
又,
∴,
将代入即得,
所以直线CA与直线BD的交点K必在双曲线上;
(3)证明:依题意,直线l的斜率存在,故可设直线l的方程为y=k(x-1),
设M(x3,y3)、N(x4,y4)、R(0,y5),则M、N两点坐标满足方程组
消去y并整理,得(1+9k2)x2-18k2x+9k2-9=0,
所以,①,②
因为,所以(x3,y3)-(0,y5)=λ[(1,0)-(x3,y3)],
即
,所以x3=λ(1-x3),
又l与x轴不垂直,所以x3≠1,
所以,同理,
所以=,
将①②代入上式可得.
x
2
9
+
y
2
=
1
(2)证明:依题意可设A(t,y0),B(t,-y0),K(x,y),且有
t
2
9
+
y
0
2
=
1
又
CA
:
y
=
y
0
t
+
3
(
x
+
3
)
,
DB
:
y
=
-
y
0
t
-
3
(
x
-
3
)
∴
y
2
=
-
y
2
0
t
2
-
9
(
x
2
-
9
)
将
t
2
9
+
y
0
2
=
1
y
2
=
1
9
(
x
2
-
9
)
,
x
2
9
-
y
2
=
1
所以直线CA与直线BD的交点K必在双曲线
x
2
9
-
y
2
=
1
(3)证明:依题意,直线l的斜率存在,故可设直线l的方程为y=k(x-1),
设M(x3,y3)、N(x4,y4)、R(0,y5),则M、N两点坐标满足方程组
y = k ( x - 1 ) |
x 2 9 + y 2 = 1 . |
消去y并整理,得(1+9k2)x2-18k2x+9k2-9=0,
所以
x
3
+
x
4
=
18
k
2
1
+
9
k
2
x
3
x
4
=
9
k
2
-
9
1
+
9
k
2
因为
RM
=
λ
MQ
即
x 3 = λ ( 1 - x 3 ) |
y 3 - y 5 = - λ y 3 . |
又l与x轴不垂直,所以x3≠1,
所以
λ
=
x
3
1
-
x
3
μ
=
x
4
1
-
x
4
所以
λ
+
μ
=
x
3
1
-
x
3
+
x
4
1
-
x
4
(
x
3
+
x
4
)
-
2
x
3
x
4
1
-
(
x
3
+
x
4
)
+
x
3
x
4
将①②代入上式可得
λ
+
μ
=
-
9
4
【解答】
【点评】
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