(2013•江西)如圖,橢圓C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
經(jīng)過點(diǎn)P (1,
3
2
),離心率e=
1
2
,直線l的方程為x=4.
(1)求橢圓C的方程;
(2)AB是經(jīng)過右焦點(diǎn)F的任一弦(不經(jīng)過點(diǎn)P),設(shè)直線AB與直線l相交于點(diǎn)M,記PA,PB,PM的斜率分別為k1,k2,k3.問:是否存在常數(shù)λ,使得k1+k2=λk3?若存在,求λ的值;若不存在,說明理由.
分析:(1)由題意將點(diǎn)P (1,
3
2
)代入橢圓的方程,得到
1
a2
+
3
4b2
=1(a>b>0)
,再由離心率為e=
1
2
,將a,b用c表示出來代入方程,解得c,從而解得a,b,即可得到橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)方法一:可先設(shè)出直線AB的方程為y=k(x-1),代入橢圓的方程并整理成關(guān)于x的一元二次方程,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),利用根與系數(shù)的關(guān)系求得x1+x2=
8k2
4k2+3
x1x2=
4k2-12
4k2+3
,再求點(diǎn)M的坐標(biāo),分別表示出k1,k2,k3.比較k1+k2=λk3即可求得參數(shù)的值;
方法二:設(shè)B(x0,y0)(x0≠1),以之表示出直線FB的方程為y=
y0
x0-1
(x-1)
,由此方程求得M的坐標(biāo),再與橢圓方程聯(lián)立,求得A的坐標(biāo),由此表示出k1,k2,k3.比較k1+k2=λk3即可求得參數(shù)的值
解答:解:(1)橢圓C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
經(jīng)過點(diǎn)P (1,
3
2
),可得
1
a2
+
9
4b2
=1(a>b>0)
  ①
由離心率e=
1
2
c
a
=
1
2
,即a=2c,則b2=3c2②,代入①解得c=1,a=2,b=
3

故橢圓的方程為
x2
4
+
y2
3
=1

(2)方法一:由題意可設(shè)AB的斜率為k,則直線AB的方程為y=k(x-1)③
代入橢圓方程
x2
4
+
y2
3
=1
并整理得(4k2+3)x2-8k2x+4k2-12=0
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
x1+x2=
8k2
4k2+3
,x1x2=
4k2-12
4k2+3
    ④
在方程③中,令x=4得,M的坐標(biāo)為(4,3k),
從而k1=
y1-
3
2
x1-1
k2=
y2-
3
2
x2-1
,k3=
3k-
3
2
4-1
=k-
1
2

注意到A,F(xiàn),B共線,則有k=kAF=kBF,即有
y1
x1-1
=
y2
x2-1
=k
所以k1+k2=
y1-
3
2
x1-1
+
y2-
3
2
x2-1
=
y1
x1-1
+
y2
x2-1
-
3
2
1
x1-1
+
1
x2-1

=2k-
3
2
×
x1+x2-2
x1x2-(x1+x2)+1
    ⑤
④代入⑤得k1+k2=2k-
3
2
×
8k2
4k2+3
-2
4k2-12
4k2+3
-
8k2
4k2+3
+1
=2k-1
又k3=k-
1
2
,所以k1+k2=2k3
故存在常數(shù)λ=2符合題意
方法二:設(shè)B(x0,y0)(x0≠1),則直線FB的方程為y=
y0
x0-1
(x-1)

令x=4,求得M(4,
3y0
x0-1

從而直線PM的斜率為k3=
2y0-x0+1
2(x0-1)
,
聯(lián)立
x2
4
+
y2
3
=1
y=
y0
x0-1
(x-1)
,得A(
5x0-8
2x0-5
3x0
2x0-5
),
則直線PA的斜率k1=
2y0-2x0+5
2(x0-1)
,直線PB的斜率為k2=
2y0-3
2(x0-1)

所以k1+k2=
2y0-2x0+5
2(x0-1)
+
2y0-3
2(x0-1)
=2×
2y0-x0+1
2(x0-1)
=2k3,
故存在常數(shù)λ=2符合題意
點(diǎn)評:本題考查直線與圓錐曲線的綜合問題,考查了分析轉(zhuǎn)化的能力與探究的能力,考查了方程的思想,數(shù)形結(jié)合的思想,本題綜合性較強(qiáng),運(yùn)算量大,極易出錯(cuò),解答時(shí)要嚴(yán)謹(jǐn)運(yùn)算,嚴(yán)密推理,方能碸解答出.
練習(xí)冊系列答案
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2
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4
4

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FG
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32
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