设椭圆C:x22+y2=1的右焦点为F,过F的直线l与C交于A,B两点,点M的坐标为(2,0).
(1)当l与x轴垂直时,求直线AM的方程;
(2)设O为坐标原点,证明:∠OMA=∠OMB.
x
2
2
【考点】直线与椭圆的综合.
【答案】(1)y=-x+,y=x-,
(2)法一:当l与x轴重合时,∠OMA=∠OMB=0°,
当l与x轴垂直时,OM为AB的垂直平分线,∴∠OMA=∠OMB,
当l与x轴不重合也不垂直时,设l的方程为y=k(x-1),k≠0,
A(x1,y1),B(x2,y2),则x1<,x2<,
直线MA,MB的斜率之和为kMA,kMB之和为kMA+kMB=+,
由y1=kx1-k,y2=kx2-k得kMA+kMB=,
将y=k(x-1)代入+y2=1可得(2k2+1)x2-4k2x+2k2-2=0,
∴x1+x2=,x1x2=,
∴2kx1x2-3k(x1+x2)+4k=(4k3-4k-12k3+8k3+4k)=0
从而kMA+kMB=0,
故MA,MB的倾斜角互补,
∴∠OMA=∠OMB,
综上∠OMA=∠OMB.
法二:当l与x轴重合时,∠OMA=∠OMB=0°,
当l与x轴垂直时,OM为AB的垂直平分线,∴∠OMA=∠OMB,
当l与x轴不重合也不垂直时,设l的方程为y=k(x-1),k≠0,
A(x1,y1),B(x2,y2),不妨设x1>0,x2<0,
由题意可知,∠OMA,∠OMB均为锐角,
要证∠OMA=∠OMB,只需证tan∠OMA=tan∠OMB,即证,
只需证(x1-1)(2-x2)=-(x2-1)(1-x1),即3(x1+x2)-2x1x2-4=0①,
将y=k(x-1)代入+y2=1可得(2k2+1)x2-4k2x+2k2-2=0,
∴x1+x2=,x1x2= ②,
将②代入①可得,,即原式成立.
2
2
2
2
2
2
(2)法一:当l与x轴重合时,∠OMA=∠OMB=0°,
当l与x轴垂直时,OM为AB的垂直平分线,∴∠OMA=∠OMB,
当l与x轴不重合也不垂直时,设l的方程为y=k(x-1),k≠0,
A(x1,y1),B(x2,y2),则x1<
2
2
直线MA,MB的斜率之和为kMA,kMB之和为kMA+kMB=
y
1
x
1
-
2
y
2
x
2
-
2
由y1=kx1-k,y2=kx2-k得kMA+kMB=
2
k
x
1
x
2
-
3
k
(
x
1
+
x
2
)
+
4
k
(
x
1
-
2
)
(
x
2
-
2
)
将y=k(x-1)代入
x
2
2
∴x1+x2=
4
k
2
2
k
2
+
1
2
k
2
-
2
2
k
2
+
1
∴2kx1x2-3k(x1+x2)+4k=
1
2
k
2
+
1
从而kMA+kMB=0,
故MA,MB的倾斜角互补,
∴∠OMA=∠OMB,
综上∠OMA=∠OMB.
法二:当l与x轴重合时,∠OMA=∠OMB=0°,
当l与x轴垂直时,OM为AB的垂直平分线,∴∠OMA=∠OMB,
当l与x轴不重合也不垂直时,设l的方程为y=k(x-1),k≠0,
A(x1,y1),B(x2,y2),不妨设x1>0,x2<0,
由题意可知,∠OMA,∠OMB均为锐角,
要证∠OMA=∠OMB,只需证tan∠OMA=tan∠OMB,即证
y
1
2
-
x
1
=
-
y
2
2
-
x
2
只需证(x1-1)(2-x2)=-(x2-1)(1-x1),即3(x1+x2)-2x1x2-4=0①,
将y=k(x-1)代入
x
2
2
∴x1+x2=
4
k
2
2
k
2
+
1
2
k
2
-
2
2
k
2
+
1
将②代入①可得,
3
•
4
k
2
2
k
2
+
1
-
2
•
2
k
2
-
2
1
+
2
k
2
-
4
=
0
【解答】
【点评】
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