已知斜率为的直线与椭圆:交于,两点,线段的中点为()。
(1)证明:;
(2)设为的右焦点,为上一点,且。证明:,,成等差数列,并求该数列的公差。
(1)设直线的解析式为,点的坐标为,点的坐标为,
联立直线的解析式和椭圆的方程可得:,
因为线段的中点为,
所以,
即,①,
因为点为线段的中点,即点在椭圆内部,
因为,
所以可解得②,
又因为点在直线上,
所以③,
联立①②③可得,,
所以。
(2)因为,
所以,即,
因为为的右焦点,
所以,,
由(1)可知,,
所以,即点的横坐标为,
所以将点的横坐标代入椭圆方程可得,或。
因为,即、在轴上方,
所以点在轴下方,即,
故点为。
因为点在直线上,且,
联立方程得,得,,
故直线解析式为,
联立方程,
得,,,
即,
设,,
由椭圆的离心率定义可得,
,
故,,成等差数列。
故公差为。
本题主要考查圆锥曲线。
(1)设直线的解析式为,与椭圆方程联立,得到,再根据点在椭圆内得到,最后根据点在直线上,得到,联立三个方程即可求得的范围。
(2)先根据,求得和的坐标,再根据点坐标求出直线的解析式,将解析式与椭圆方程联立,最后根据椭圆的离心率的定义计算的值和的值,即可求解。