2023年高考数学乙卷-文21 |
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2023-07-08 14:06:12 |
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(12分)已知椭圆C:y2a2+x2b2=1(a>b>0)的离心率为√53,点A(−2,0)在C上. (1)求C的方程; (2)过点(−2,3)的直线交C于点P,Q两点,直线AP,AQ与y轴的交点分别为M,N,证明:线段MN的中点为定点. 答案:(1)椭圆C的方程为y29+x24=1; (2)MN的中点为定点(0,3),证明过程见解析. 分析:(1)由题意列关于a,b,c的方程组,求得a,b,c的值,可得椭圆C的方程; (2)设PQ:y−3=k(x+2),即y=kx+2k+3,k<0,P(x1,y1),Q(x2,y2),联立直线方程与椭圆方程,化为关于x的一元二次方程,利用根与系数的关系求得x1+x2与x1x2的值,写出直线AP、AQ的方程,求得M与N的坐标,再由中点坐标公式即可证明MN的中点为定点. 解:(1)由题意,{ca=√53b=2a2=b2+c2,解得{a=3b=2c=√5. ∴椭圆C的方程为y29+x24=1; 证明:(2)如图,
 要使过点(−2,3)的直线交C于点P,Q两点,则PQ的斜率存在且小于0, 设PQ:y−3=k(x+2),即y=kx+2k+3,k<0,P(x1,y1),Q(x2,y2), 联立{y=kx+2k+3y29+x24=1,得(4k2+9)x2+8k(2k+3)x+16k(k+3)=0. △=[8k(2k+3)]2−4(4k2+9)⋅16k(k+3)=−1728k>0. x1+x2=−8k(2k+3)4k2+9,x1x2=16k(k+3)4k2+9, 直线AP:y=y1x1+2(x+2),取x=0,得M(0,2y1x1+2); 直线AQ:y=y2x2+2(x+2),取x=0,得N(0,2y2x2+2). ∴2y1x1+2+2y2x2+2=2y1(x2+2)+2y2(x1+2)(x1+2)(x2+2) =2(kx1+2k+3)(x2+2)(kx2+2k+3)(x1+2)x1x2+2(x1+x2)+4 =22kx1x2+(4k+3)(x1+x2)+4(2k+3)x1x2+2(x1+x2)+4 =22k⋅16k(k+3)4k2+9+(4k+3)⋅−8k(2k+3)4k2+9+4(2k+3)16k(k+3)4k2+9+2⋅−8k(2k+3)4k2+9+4 =232k3+96k2−64k3−96k2−48k2−72k+32k3+72k+48k2+10816k2+48k−32k2−48k+16k2+36 =2×10836=6. ∴MN的中点为(0,3),为定点. 点评:本题考查椭圆方程的求法,考查直线与椭圆位置关系的应用,考查运算求解能力,是中档题.
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