已知椭圆E的中心在坐标原点,焦点在坐标轴上,且经过A(-2,0)、B(2,0)、 C(1, 3 2 ) 三点

已知椭圆E的中心在坐标原点,焦点在坐标轴上,且经过A(-2,0)、B(2,0)、C(1,32)三点.(Ⅰ)求椭圆E的方程;(Ⅱ)若直线l:y=k(x-1)(k≠0)与椭圆... 已知椭圆E的中心在坐标原点,焦点在坐标轴上,且经过A(-2,0)、B(2,0)、 C(1, 3 2 ) 三点.(Ⅰ)求椭圆E的方程;(Ⅱ)若直线l:y=k(x-1)(k≠0)与椭圆E交于M、N两点,证明直线AM与直线BN的交点在直线x=4上. 展开
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游以柳52
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解(Ⅰ)解法一:当椭圆E的焦点在x轴上时,设其方程为
x 2
a 2
+
y 2
b 2
=1
(a>b>0),
则a=2,又点 C(1,
3
2
)
在椭圆E上,得
1
2 2
+
9
4 b 2
=1
.解得b 2 =3.
∴椭圆E的方程为
x 2
4
+
y 2
3
=1

当椭圆E的焦点在y轴上时,设其方程为
x 2
b 2
+
y 2
a 2
=1
(a>b>0),
则b=2,又点 C(1,
3
2
)
在椭圆E上,得
1
2 2
+
9
4 a 2
=1
.解得a 2 =3,这与a>b矛盾. C(1,
3
2
)

综上可知,椭圆E的方程为
x 2
4
+
y 2
3
=1
.                               …(4分)
解法二:设椭圆方程为mx 2 +ny 2 =1(m>0,n>0),
将A(-2,0)、B(2,0)、代入椭圆E的方程,得
4m=1
m+
9
4
n=1.
解得 m=
1
4
n=
1
3

∴椭圆E的方程为
x 2
4
+
y 2
3
=1
.                                     …(4分)
(Ⅱ)证法一:将直线l:y=k(x-1)代入椭圆E的方程
x 2
4
+
y 2
3
=1
并整理,得(3+4k 2 )x 2 -8k 2 x+4(k 2 -3)=0,…(6分)
设直线l与椭圆E的交点M(x 1 ,y 1 ),N(x 2 ,y 2 ),
由根与系数的关系,得 x 1 + x 2 =
8 k 2
3+4 k 2
x 1 x 2 =
4( k 2 -3)
3+4 k 2
.              …(8分)
直线AM的方程为: y=
y 1
x 1 +2
(x+2)
,它与直线x=4的交点坐标为 P(4,
6 y 1
x 1 +2
)
,同理可求得直线BN与直线x=4的交点坐标为 Q(4,
2 y 2
x 2 -2
)
.       …(10分)
下面证明P、Q两点重合,即证明P、Q两点的纵坐标相等:P
∵y 1 =k(x 1 -1),y 2 =k(x 2 -1),
6 y 1
x 1 +2
-
2 y 2
x 2 -2
=
6k( x 1 -1)( x 2 -2)-2k( x 2 -1)( x 1 +2)
( x 1 +2)( x 2 -2)
=
2k[2 x 1 x 2 -5( x 1 + x 2 )+8]
( x 1 +2)( x 2 -2)
=
2k[
8( k 2 -3)
3+4 k 2
-
40 k 2
3+4 k 2
+8]
( x 1 +2)( x 2 -2)
=0

因此结论成立.
综上可知,直线AM与直线BN的交点在直线x=4上.                …(14分)
证法二:将直线l:y=k(x-1),代入椭圆E的方程
x 2
4
+
y 2
3
=1
并整理,得(3+4k 2 )x 2 -8k 2 x+4(k 2 -3)=0,…(6分)
设直线l与椭圆E的交点M(x 1 ,y 1 ),N(x 2 ,y 2 ),
由根与系数的关系,得 x 1 + x 2 =
8 k 2
3+4 k 2
x 1 x 2 =
4( k 2 -3)
3+4 k 2
.              …(8分)
直线AM的方程为: y=
y 1
x 1 +2
(x+2)
,即 y=
k( x 1 -1)
x 1 +2
(x+2)

直线BN的方程为: y=
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