Question

設(shè)橢圓C：（a＞b＞0）的一個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)為A（），且其右焦點(diǎn)到直線的距離為3．
（1）求橢圓C的軌跡方程；
（2）若A、B是橢圓C上的不同兩點(diǎn)，弦AB（不平行于y軸）的垂直平分線與x軸相交于點(diǎn)M，則稱弦AB是點(diǎn)M的一條“相關(guān)弦”，如果點(diǎn)M的坐標(biāo)為M（），求證：點(diǎn)M的所有“相關(guān)弦”的中點(diǎn)在同一條直線上；
（3）對(duì)于問(wèn)題（2），如果點(diǎn)M坐標(biāo)為M（t，0），當(dāng)t滿足什么條件時(shí)，點(diǎn)M（t，0）存在無(wú)窮多條“相關(guān)弦”，并判斷點(diǎn)M的所有“相關(guān)弦”的中點(diǎn)是否在同一條直線上．

Answer 1

【答案】分析：（1）由，a=2，能求出橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程．
（2）設(shè)A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），中點(diǎn)為P（x，y），，，由于，所以，則x₁²+2y₁²，x₂²+2y₂²．所以（x₁-x₂）（x₁+x₂）+2（y₁-y₂）（y₁+y₂）=0，由此能導(dǎo)出點(diǎn)M的所有“相關(guān)弦”的中點(diǎn)在同一條直線x=1上．
另解：設(shè)直線AB的方程為y=kx+b，k≠0，設(shè)AB中點(diǎn)為P（x，y）A（x₁，y₁）B（x₂，y₂），消去y得（2k²+1）x²+4kbx+2b²-4=0，，直線AB的中垂線方程為．由此能導(dǎo)出“相關(guān)弦”AB的中點(diǎn)在同一直線x=1上．
（3）設(shè)A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），中點(diǎn)為P（x，y），，
由于，所以（x₂-x₁）（t-x）+（y₂-y₁）（-y）=0，則x₁²+2y₁²①x₂²+2y₂²．所以（x₁-x₂）（x₁+x₂）+2（y₁-y₂）（y₁+y₂）=0．由此能導(dǎo)出當(dāng)-1＜t＜1點(diǎn)M的所有“相關(guān)弦”的中點(diǎn)在同一條直線x=2t上．
解答：解：（1）∵，a=2
∴橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程：
（2）解法一：設(shè)A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），中點(diǎn)為P（x，y）
，
由于，所以（Ⅰ）
則x₁²+2y₁²①x₂²+2y₂²②．
由①②兩式相減得：x₁²-x₂²+2y₁²-2y₂²=0
即（x₁-x₂）（x₁+x₂）+2（y₁-y₂）（y₁+y₂）=0（Ⅱ）
由（Ⅰ），（Ⅱ）得：x=1
因此：點(diǎn)M的所有“相關(guān)弦”的中點(diǎn)在同一條直線x=1上．
解法二：設(shè)直線AB的方程為y=kx+b，k≠0，設(shè)AB中點(diǎn)為P（x，y）A（x₁，y₁）B（x₂，y₂）
消去y得（2k²+1）x²+4kbx+2b²-4=0
直線AB的中垂線方程為
把點(diǎn)代入得
可知
所以Q的橫坐標(biāo)
即“相關(guān)弦”AB的中點(diǎn)在同一直線x=1上．
（3）設(shè)A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），中點(diǎn)為P（x，y），
由于，所以（x₂-x₁）（t-x）+（y₂-y₁）（-y）=0（Ⅰ）
則x₁²+2y₁²①x₂²+2y₂²②．
由①②兩式相減得：x₁²-x₂²+2y₁²-2y₂²=0
即（x₁-x₂）（x₁+x₂）+2（y₁-y₂）（y₁+y₂）=0（Ⅱ）
由（Ⅰ），（Ⅱ）得：x=2t-2＜2t＜2
因此：當(dāng)-1＜t＜1點(diǎn)M的所有“相關(guān)弦”的中點(diǎn)在同一條直線x=2t上．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查直線與圓錐曲線的綜合應(yīng)用能力，具體涉及到軌跡方程的求法及直線與橢圓的相關(guān)知識(shí)，解題時(shí)要注意合理地進(jìn)行等價(jià)轉(zhuǎn)化．