在平面直角坐標系中,已知橢圓C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的左右頂點為A、B,直線l1、l2分別過點A、B且與x軸垂直,點(1,e)和(2,0)均在橢圓上,其中e為橢圓C的離心率.
(1)求橢圓C的方程;
(2)已知點P是橢圓C上不同于點A、B的任意一點,直線AP與l2交于點D,直線BP與l1于點E,線段OD和OE分別與橢圓交于點R,G.
(。┦欠翊嬖诙▓A與直線DE相切?若存在,求出該定圓的方程;若不存在,請說明理由;
(ⅱ)求證:
1
OG2
+
1
OR2
為定值.
考點:直線與圓錐曲線的綜合問題
專題:圓錐曲線中的最值與范圍問題
分析:(1)由已知條件推導出
1
a2
+
c2
a2b2
=1
a=2
,由此能求出橢圓C的方程.
(2)(。┰O點P(m,n),則
m2
4
+n2=1(m≠±2)
,由已知條件求出直線DE的方程為(
n
m+2
+
n
m-2
)x-y+
2n
m+2
-
2n
m-2
=0
,由此能證明定圓x2+y2=4與DE相切.
(ⅱ)由已知條件得OD⊥OE,設OG的斜率是k,則由y=kx與x2+4y2=4聯(lián)立得到(1+4k2)x2=4,由此能證明
1
OG2
+
1
OR2
=
5
4
為定值.
解答: (1)解:橢圓C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0),點(1,e)和(2,0)均在橢圓上,
1
a2
+
c2
a2b2
=1
a=2
,解得b=1,
∴橢圓C的方程為
x2
4
+y2=1
.…(2分)
(2)(。┙猓捍嬖诙▓Ax2+y2=4與DE相切,證明如下.
設點P(m,n),則
m2
4
+n2=1(m≠±2)
.…(3分)
直線AD的斜率為
n
m+2
,直線AD的方程為y=
n
m+2
(x+2)
,
令x=2,得D點坐標為(2,
4n
m+2
)
.…(4分)
直線BE的斜率為
n
m-2
,直線BE的方程為y=
n
m-2
(x-2)
,
令x=-2,得E點坐標為(-2,-
4n
m-2
)
.…(5分)
由此可得直線DE的方程為(
n
m+2
+
n
m-2
)x-y+
2n
m+2
-
2n
m-2
=0

原點O到直線DE的距離:
d=
|
2n
m+2
-
2n
m-2
|
(
n
m+2
+
n
m-2
)
2
+1
=
|
8n
m2-4
|
(
2mn
m2-4
)
2
+1

=
|
8n
-4n2
|
(
2mn
-4n2
)
2
+1
=
|
2
n
|
(
m
2n
)
2
+1

=
|
2
n
|
m2+4n2
4n2
=
|
2
n
|
4
4n2
=2
,
∴定圓x2+y2=4與DE相切.…(8分)
(ⅱ)證明:∵kODkOE=
2n
m+2
2n
m-2
=
4n2
m2-4
=-1

∴OD⊥OE,…(9分)
設OG的斜率是k,則由y=kx與x2+4y2=4聯(lián)立得到(1+4k2)x2=4,
1
OG2
=
1
(1+k2)x2
=
1+4k2
4(1+k2)
.…(11分)
-
1
k
代替k,得
1
OR2
=
1+
4
k2
4(1+
1
k2
)
=
k2+4
4(1+k2)
,…(12分)
1
OG2
+
1
OR2
=
5
4

1
OG2
+
1
OR2
為定值.…(13分)
點評:本題考查橢圓方程的求法,考查定圓與直線相切的判斷與定圓方程的求法,考查兩數(shù)和為定值的證明,解題時要認真審題,注意函數(shù)與方程思想的合理運用.
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5
8
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