Question

（2010•合肥模擬）已知離心率為

2

2

的橢圓C₁：

x2

a2

+

y2

b2

=1（a＞b＞0）的左右焦點(diǎn)分別為F₁、F₂，圓C₂：x²+y²=b²與直線l：y=

3

3

(x+4)相切．
（1）求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程；
（2）如果直線l繞著它與x軸的交點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，且與橢圓相交于P₁、P₂兩點(diǎn)，設(shè)直線P₁F₁與P₂F₁的斜率分別為k₁和k₂，求證：k₁+k₂=0．

Answer 1

分析：（1）由圓心到直線的距離等于半徑，知b=

4

1+3

=2．由 e2=

c2

a2

=1-

b2

a2

=

1

2

，知a²=2b²=8，由此能求出橢圓方程．
（2）設(shè)直線為y=k（x+4），它與橢圓相交于P₁、P₂兩點(diǎn)，設(shè)P₁（x₁，y₁），P₂（x₂，y₂），F(xiàn)₁（-2，0），k1=

y1

x1+2

=

k(x1+4)

x1+2

，k2=

y2

x2+2

=

k(x2+4)

x2+2

，k₁+k₂=

2k

(x1+2)(x2+2)

[ ．聯(lián)立

x2

8

+

y2

4

=1與y=k（x+4）得（2k²+1）x²+16k²x+32k²-8=0，由韋達(dá)定理能夠證明k₁+k₂=0．

解答：解：（1）∵圓心到直線的距離等于半徑，
∴b=

4

1+3

=2．
∵e2=

c2

a2

=1-

b2

a2

=

1

2

，
∴

b2

a2

=

1

2

，a²=2b²=8，
所以橢圓方程為 

x2

8

+

y2

4

=1．
（2）當(dāng)直線l繞著它與x軸的交點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，可設(shè)直線為y=k（x+4），
它與橢圓相交于P₁、P₂兩點(diǎn)，
設(shè)P₁（x₁，y₁），P₂（x₂，y₂），F(xiàn)₁（-2，0），
k1=

y1

x1+2

=

k(x1+4)

x1+2

，
k2=

y2

x2+2

=

k(x2+4)

x2+2

，
k₁+k₂=

k(x1+4)

x1+2

+

k(x2+4)

x2+2

=

k(x2+2)(x1+4)+k(x1+2)(x2+4)

(x1+2)(x2+2)

=

2k

(x1+2)(x2+2)

[ …（1）
聯(lián)立

x2

8

+

y2

4

=1與y=k（x+4）得
（2k²+1）x²+16k²x+32k²-8=0，
x1+x2=-

16k2

2k2+1

，x1x2=

32k2-8

2k2+1

，
代入（1）式則有
k₁+k₂=

2k

(x1+2)(x2+2)

(

32k2-8

2k2+1

+3

-16k2

2k2+1

+8)=

2k[32k2-8+3(-16k2)+8(2k2+1)]

(x1+2)(x2+2)(2k2+1)

=0．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程，簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)，具體涉及到軌跡方程的求法及直線與橢圓的位置關(guān)系．考查運(yùn)算求解能力，推理論證能力；考查函數(shù)與方程思想，化歸與轉(zhuǎn)化思想．解題時(shí)要認(rèn)真審題，注意韋達(dá)定理的合理運(yùn)用．