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(2011•丹东模拟)已知椭圆C:
y2
a2
+
x2
b2
=1
(a>b>0)经过点(
1
2
3
),一个焦点是F(0,-
3
).
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设椭圆C与y轴的两个交点为A1、A2,点P在直线y=a2上,直线PA1、PA2分别与椭圆C交于M、N两点.试问:当点P在直线y=a2上运动时,直线MN是否恒经过定点Q?证明你的结论.
分析:(I)假设椭圆方程,利用点(
1
2
3
)在椭圆上,即可确定椭圆方程;
(II)先确定直线MN恒经过定点Q(0,1),再证明:当MN斜率不存在时,直线MN即y轴,通过点Q(0,1);当点P不在y轴上时,确定直线PA1,PA2与椭圆方程联立,确定交点坐标,进而可得斜率,由此可得结论.
解答:解:(I)一个焦点是F(0,-
3
),故c=
3
,可设椭圆方程为
y2
3+b2
+
x2
b2
=1
      …(2分)
∵点(
1
2
3
)在椭圆上,∴
3
3+b2
+
1
4b2
=1

∴b2=1,b2=
3
4
(舍去)
∴椭圆方程为
y2
4
+x2=1
                      …(4分)
(II)直线MN恒经过定点Q(0,1),证明如下:
当MN斜率不存在时,直线MN即y轴,通过点Q(0,1),…(6分)
当点P不在y轴上时,设P(t,4),A1(0,2)、A2(0,-2),M(x1,y1),N(x2,y2),
直线PA1方程y=
2
t
x+2
,PA2方程y=
6
t
x-2

y=
2
t
x+2
代入
y2
4
+x2=1
得(1+t2)x2+2tx=0,
得x1=-
2t
1+t2
,y1=
2t2-2
1+t2
,∴kQM=
y1-1
x1
=
3-t2
2t
,…(8分)
y=
6
t
x-2
代入
y2
4
+x2=1
得(9+t2)x2-6tx=0
得x2=
6t
9+t2
,y2=
18-6t2
9+t2
,∴kQN=
y2-1
x2
=
3-t2
2t
,…(10分)
∴kQM=kQN,∴直线MN恒经过定点Q(0,1).        …(12分)
点评:本题考查椭圆的标准方程,考查直线恒过定点,考查直线与椭圆的位置关系,联立方程确定交点坐标是关键.
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