Question

已知□ABCD，A（-2，0），B（2，0），且|AD|=2
（1）求□ABCD對角線交點E的軌跡方程．
（2）過A作直線交以A、B為焦點的橢圓于M、N兩點，且|MN|=

8

3

2

，MN的中點到Y(jié)軸的距離為

4

3

，求橢圓的方程．
（3）與E點軌跡相切的直線l交橢圓于P、Q兩點，求|PQ|的最大值及此時l的方程．

Answer 1

分析：（1）設(shè)E（x，y），D（x₀，y₀），根據(jù)ABCD是平行四邊形，可得

AB

+

AD

=2

AE

，從而可得坐標(biāo)之間的關(guān)系，再利用|AD|=2，我們就可以求得平行四邊形ABCD對角線交點E的軌跡方程；
（2）先根據(jù)A、B為焦點的橢圓的焦距2c=4，則c=2，設(shè)橢圓方程為

x2

a2

+

y2

b2

=1，即

x2

a2

+

y2

a2-4

=1，將y=k（x+2）代入，再利用韋達(dá)定理及MN中點到y(tǒng)軸的距離為

4

3

，|MN|=

8

3

2

，可得k2=

9a2-64

8

，進(jìn)而我們就可以求出所求橢圓方程；
（3）由（1）可知點E的軌跡是圓x²+y²=1設(shè)（x₀，y₀）是圓上的任一點，則過（x₀，y₀）點的切線方程是x₀x+y₀y=1，再分y₀≠0，y₀=0去求切線長名酒可以得出結(jié)論．

解答：解：（1）設(shè)E（x，y），D（x₀，y₀）
∵ABCD是平行四邊形，∴

AB

+

AD

=2

AE

，
∴（4，0）+（x₀+2，y₀）=2（x+2，y）
∴（x₀+6，y₀）=（2x+4，2y）
∴

x0+6=2x+4 y0=2y

⇒

x0=2x-2 y0=2y

又|AD|=2，∴(x0+2)2+y02=4，
∴（2x-2+2）²+（2y）²=4
即：x²+y²=1
∴平行四邊形ABCD對角線交點E的軌跡方程為x²+y²=1
（2）設(shè)過A的直線方程為y=k（x+2）
以A、B為焦點的橢圓的焦距2c=4，則c=2
設(shè)橢圓方程為

x2

a2

+

y2

b2

=1，即

x2

a2

+

y2

a2-4

=1…（*）
將y=k（x+2）代入（*）得  

x2

a 2

+

k2(x+2)2

a2-4

=1
即 （a²+a²k²-4）x²+4a²k²x+4a²k²-a⁴+4a²=0
設(shè)M（x₁，y₁），N（x₂，y₂）
則x1+x2=

4a2k2

4-a2-a2k2

，x1•x2=

4a2k2-a4+4a2

a2+a2k2-4

∵M(jìn)N中點到Y(jié)軸的距離為

4

3

，且MN過點A，而點A在y軸的左側(cè)，
∴MN中點也在y軸的左側(cè)．
∴

2a2k2

a2+a2k2-4

=

4

3

，
∴a²k²=2a²-8，
∴x1+x2=

-8

3

，x1•x2=

8-a2

3

∴(x1-x2)2=(x1+x2)2-4x1x2=(

8

3

)2-

4

3

(8-a2)
∵|MN|=

8

3

2

∴

1+k2

|x1-x2|=

8

3

2

∴(1+k2)(

64

9

-

32

3

+

4

3

a2)=

128

9

即 12a²+12a²k²-32k²=160
∴12a²+12（2a²-8）-32k²=160
∴k2=

9a2-64

8

∴a2•

9a2-64

8

=2a2-8，
∴9a⁴-80a²+64=0
∴（a²-8）（9a²-8）=0，
∵a＞c=2，
∴a²=8
∴b²=a²-c²=8-4=4
∴所求橢圓方程為

x2

8

+

y2

4

=1
（3）由（1）可知點E的軌跡是圓x²+y²=1
設(shè)（x₀，y₀）是圓上的任一點，則過（x₀，y₀）點的切線方程是x₀x+y₀y=1
①當(dāng)y₀≠0時，y=

1-x0x

y0

代入橢圓方程得：
(2x02+y02)x2-4x0x+2-32y02=0，
又x02+y02=1
∴(x02+1)x2-4x0x+32x02-30=0x1+x2=

4x0

x02+1

，x1x2=

32x02-30

x02+1

∴(x1-x2)2=(x1+x2)2-4x1x2=

1

(x02+1)2

(-128x04+8x02+120)|PQ|2=(1+(-

x0

y0

)2)(x1-x2)2=

x02+y02

y02

(x1-x2)2
=

1

1-x02

•

1

(1+x02)2

(-128x04+8x02+120)=

16x02+15

(1+x02)2

令16x02+15=t(15≤t＜31)
則|PQ|2=

t

( t+1 16 )2

=

256t

t2+2t+1

=

256

t+ 1 t +2

，
∵15≤t＜31
∴當(dāng)t=15時，|PQ|²取最大值為15，|PQ|的最大值為

15

．
此時 16x02=0，x0=0，∴y₀=1，
∴直線l的方程為y=±1
②當(dāng)y₀=0時，求得|PQ|=

7

＜

15

故：所求|PQ|的最大值為

15

，此時l的方程為y=±1

點評：直線與圓錐曲線的綜合，通常都是直線代入圓錐曲線，利用韋達(dá)定理進(jìn)行解決，求解圓錐曲線方程問題，待定系數(shù)法是常用方法．