如果两个椭圆的离心率相等,那么就称这两个椭圆相似.已知椭圆C与椭圆Γ:x28+y24=1相似,且椭圆C的一个短轴端点是抛物线y=14x2的焦点.
(Ⅰ)试求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)设椭圆E的中心在原点,对称轴在坐标轴上,直线l:y=kx+t(k≠0,t≠0)与椭圆C交于A,B两点,且与椭圆E交于H,K两点.若线段AB与线段HK的中点重合,试判断椭圆C与椭圆E是否为相似椭圆?并证明你的判断.
Γ
:
x
2
8
+
y
2
4
=
1
y
=
1
4
x
2
【考点】直线与圆锥曲线的综合;椭圆的标准方程.
【答案】(Ⅰ) ;
(Ⅱ)是,证明:解法一:椭圆C与椭圆E是相似椭圆,
联立椭圆C和直线l的方程,
,消去y,得(1+2k2)x2+4ktx+2t2-8=0,
设A,B的横坐标分别为x1,x2,则.
设椭圆E的方程为,
联立方程组
,消去y,得(n2+m2k2)x2+2ktm2x+m2(t2-n2)=0,
设H,K的横坐标分别为x3,x4,则,
∵弦AB的中点与弦HK的中点重合,
∴x1+x2=x3+x4,∴=,
∵k≠0,t≠0,∴化简得m2=2n2,
求得椭圆E的离心率,
∴椭圆C与椭圆E是相似椭圆.
解法二:设椭圆E的方程为,并设A(x1,y1),B(x2,y2),H(x3,y3),K(x4,y4),
∵A,B在椭圆C上,
∴且,两式相减并恒等变形得,
由H,K在椭圆E上,仿前述方法可得,
∵弦AB的中点与弦HK的中点重合,∴m2=2n2,
求得椭圆E的离心率,
∴椭圆C与椭圆E是相似椭圆.
x
2
2
+
y
2
=
1
(Ⅱ)是,证明:解法一:椭圆C与椭圆E是相似椭圆,
联立椭圆C和直线l的方程,
x 2 8 + y 2 4 = 1 |
y = kx + t |
设A,B的横坐标分别为x1,x2,则
x
1
+
x
2
=
-
4
kt
1
+
2
k
2
设椭圆E的方程为
x
2
m
2
+
y
2
n
2
=
1
(
m
>
0
,
n
>
0
,
m
≠
n
)
联立方程组
x 2 m 2 + y 2 n 2 = 1 |
y = kx + t |
设H,K的横坐标分别为x3,x4,则
x
3
+
x
4
=
-
2
kt
m
2
n
2
+
m
2
k
2
∵弦AB的中点与弦HK的中点重合,
∴x1+x2=x3+x4,∴
-
4
kt
1
+
2
k
2
-
2
kt
m
2
n
2
+
m
2
k
2
∵k≠0,t≠0,∴化简得m2=2n2,
求得椭圆E的离心率
e
=
m
2
-
n
2
m
=
n
2
n
=
2
2
∴椭圆C与椭圆E是相似椭圆.
解法二:设椭圆E的方程为
x
2
m
2
+
y
2
n
2
=
1
(
m
>
0
,
n
>
0
,
m
≠
n
)
∵A,B在椭圆C上,
∴
x
1
2
+
2
y
1
2
=
2
x
2
2
+
2
y
2
2
=
2
k
=
-
2
×
x
1
+
x
2
y
1
+
y
2
由H,K在椭圆E上,仿前述方法可得
k
=
-
m
2
n
2
x
3
+
x
4
y
3
+
y
4
∵弦AB的中点与弦HK的中点重合,∴m2=2n2,
求得椭圆E的离心率
e
=
m
2
-
n
2
m
=
n
2
n
=
2
2
∴椭圆C与椭圆E是相似椭圆.
【解答】
【点评】
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