椭圆C:X^2/a^2+ Y^2/b^2=1(a>b>0)的两个焦点为F1,F2,短轴的两个端点A,B已知|向量OB|,

1个回答

  • (1)不妨设A(0,b),B(0,-b),F1(-c,0),F2(c,0).

    则:向量F1B=(c,-b),OB=(0,-b),F1F2=(2c,0)

    则由已知|向量OB|,|向量F1B|,|向量F1F2|成等比数列有:|向量F1B|^2=|向量OB|*|向量F1F2|,即:b^2+c^2=b*(2c) ===> b=c

    又由向量F1F2*向量F1B=2可得:2c^2=2 ===> c=1

    而:a^2=b^2+c^2

    联立上述三式可解得:a=√2,b=c=1

    椭圆方程为:x^2/2+y^2=1

    (2)设M(x1,y1),N(x2,y2),则向量AM=(x1,y1-1),AN=(x2,y2+1),由k1*k2=3/2可得:

    (y1-1)(y2+1)/x1x2=3/2 ---(A)

    设直线L方程为:y=kx+m.次问即求证m等于一个定值.

    与椭圆方程联立消去y化简并整理可得:(2k^2+1)x^2+4kmx+2m^2-2=0

    则由韦达定理有:x1+x2=-4km/(2k^2+1) x1*x2=2(m^2-1)/(2k^2+1)

    将(A)式中的y用直线方程L中的x代替并化解整理可得:

    3x1x2=2*{k^2x1x2+km(x1+x2)+m^2-2+2k√[(x1+x2)^2-4x1x2]}

    将韦达定理带入上式可得到一个k与m的关系式(超级复杂,我试了一下也没最后化解出k与m的简单关系),理论上讲在直线L的方程中得到了这个关系式就可以判定L必过的定点坐标.

    (3)设M(x1,y1),N(x2,y2),

    因为M和N在椭圆上可得:x1^2/2+y1^2=1 和 x2^2/2+y2^2=1 两式相减可得:

    (y1-y2)/(x1-x2)=-(1/2)*[(x1+x2)/(y1+y2)] ---(B)

    设直线L的方程为:y=kx+m,中点G的坐标为(x0,y0),则(B)式可化为:k=-(1/2)*x0/y0 ---(C)

    中点G在四边形F1AF2B内(包括边界)时,就是分别求出线段AF1、AF2、BF1、BF2的直线方程,分别为:y=x+1,y=-x+1,y=-x-1,y=x-1.由线性规划可知点G(x0,y0)需满足以下不等式组:-1