問題詳情:
已知橢圓C:+=1(a>b>0)的兩個焦點分別為F1(-1,0),F2(1,0),且橢圓C經過點P.
(1)求橢圓C的離心率;
(2)設過點A(0,2)的直線l與橢圓C交於M,N兩點,點Q是線段MN上的點,且=+,求點Q的軌跡方程.
【回答】
解 (1)由橢圓定義知
2a=|PF1|+|PF2|==2.
所以a=.
又由已知得,c=1,所以橢圓C的離心率e===.
(2)由(1)知,橢圓C的方程為+y2=1.
設點Q的座標為(x,y).
(i)當直線l與x軸垂直時,直線l與橢圓C交於(0,1),(0,-1)兩點,此時點Q的座標為.
(ii)當直線l與x軸不垂直時,設直線l的方程為y=kx+2.
因為M,N在直線l上,可設點M,N的座標分別為(x1,kx1+2),(x2,kx2+2),則
|AM|2=(1+k2)x,|AN|2=(1+k2)x.
又|AQ|2=x2+(y-2)2=(1+k2)x2.
由得
即=+=.①
將y=kx+2代入+y2=1中,得
(2k2+1)x2+8kx+6=0.②
由Δ=(8k)2-4×(2k2+1)×6>0,得k2>.
由②可知,x1+x2=,x1x2=,
代入①中並化簡,得
x2=.③
因為點Q在直線y=kx+2上,所以k=,代入③中並化簡,得10(y-2)2-3x2=18.
由③及k2>,可知0<x2<,
即x∈
又滿足10(y-2)2-3x2=18,
故x∈.
由題意知點Q(x,y)在橢圓C內,所以-1≤y≤1,
又由10(y-2)2=18+3x2有
(y-2)2∈,且-1≤y≤1,則y∈.
所以點Q的軌跡方程為10(y-2)2-3x2=18,其中x∈,y∈.
知識點:圓錐曲線與方程
題型:解答題