过点A(1,0)的直线L与中心在原点, 过点Q(1,0)的直线l与中心在原点,焦点在x轴上且离心率为根号2/2的椭圆

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  • 设过Q(1,0)的直线L为:y=k(x-1)=kx-k

    ∵椭圆C的焦点在x轴上,∴可设其标准方程为:x^/a^ + y^/b^=1

    另外,设其右焦点为(c,0),且a>b>0,c>0,根据椭圆性质有:

    a^-c^=b^ ①

    又由于椭圆离心率为e=√2/2

    ∴c/a=√2/2 ②

    由①,②可得到:

    b=c,a=√2c

    ∴椭圆方程可化为:x^/2c^ + y^/c^=1

    设椭圆C与直线L的两个交点为A(x1,y1),B(x2,y2),根据中点坐标公式,可得AB中点M的坐标为((x1+x2)/2,(y2+y2)/2)

    联立椭圆C与直线L的方程,消去y,可得到关于x的一元二次方程:

    (2k^+1)x^-4k^x+(2k^-2c^)=0

    由此可得:

    x1+x2=4k^/(2k^+1) ③

    将P(x1,y1),Q(x2,y2)代入直线L的方程可得:

    y1=kx1-k

    y2=kx2-k

    y1+y2=k(x1+x2)-2k

    将③代入,得:

    y1+y2=-2k/(2k^+1) ④

    分别将③,④代入已设的PQ中点M的坐标,可得到:

    M(2k^/(2k^+1),-k/(2k^+1))

    ∵M在直线y=x/2上

    ∴ k/(2k^+1)=(1/2)*(2k^)/(2k^+1)

    k=0或k=-1

    若k=0,则直线L的方程为y=0,即x轴,必过与椭圆C的右焦点F(c,0),不符合题目中“椭圆C上存在与F关于L对称的点”的条件,故k=0舍去;

    由此可得到k=-1

    于是,直线L的方程就为:y=-x+1

    设椭圆C上关于L与F点对称的点为D(x3,y3)

    根据对称的定义可知:线段DF被直线L垂直平分,则有:

    DF⊥L

    kDF=-1/kL=-1/(-1)=1

    结合F(c,0),可得到直线DF的方程为:

    y=x-c

    联立DF与L的方程y=-x+1,可得出其交点的坐标N为:

    N((c+1)/2 ,(1-c)/2)

    由刚才的结论:DF被L垂直平分,可知N为DF的中点,于是,联合N,F的坐标,根据中点坐标公式,可以得出D点坐标为:

    D(2*(c+1)/2 - c ,2*(1-c)/2 - 0)

    即D(1 ,1-c)

    而D为椭圆C上的点,故将其代入椭圆C所设的标准方程:x^/2c^ + y^/c^=1:

    1 / 2c^ + (1-c)^/c^ =1

    c=3/4

    带回到原所设方程,可得到C的方程为:

    x^/(9/8) + y^/(9/16)=1

    这题正好是我们今天数学作业