(本小题满分16分)
如图,在平面直角坐标系中,分别是椭圆的顶点,过坐标原点的直线交椭圆于两点,其中在第一象限,过作轴的垂线,垂足为,连接,并延长交椭圆于点,设直线的斜率为。
(1)当直线平分线段时,求的值;
(2)当时,求点到直线的距离;
(3)对任意,求证:。
(1),,的中点坐标为,所以。
(2)由得,,,直线方程:即:,所以点到直线的距离。
(3)由题意设,,,则,
因为三点共线,所以,又因为点在椭圆上,
所以,,两式相减得:,所以。
本题主要考查椭圆的第二定义和椭圆与直线相交的问题。
(1)由,,可得线段中点的坐标,又由直线过中点和原点,得;
(2)联立直线和椭圆方程,得交点的坐标,则可得直线的方程,再由点到直线距离公式得;
(3)欲证明,只需证明 ①,可分别求得, ②,又由 ③,将②③代入①,可得。即得证。