Question

如圖所示，離心率為的橢圓上的點(diǎn)到其左焦點(diǎn)的距離的最大值為3，過橢圓內(nèi)一點(diǎn)的兩條直線分別與橢圓交于點(diǎn)、和、，且滿足，其中為常數(shù)，過點(diǎn)作的平行線交橢圓于、兩點(diǎn).

（1）求橢圓的方程；
（2）若點(diǎn)，求直線的方程，并證明點(diǎn)平分線段.

Answer 1

（1）；（2）詳見解析．

試題分析：（1）由題得，，聯(lián)立解這個(gè)方程組即得.（2）首先求出直線MN的方程.由于MN過點(diǎn)P（1，1），故只要求出MN的斜率即可.又由于MN平行AB，故先求出直線AB的斜率.設(shè)，則.由可得點(diǎn)C的坐標(biāo)，由可得點(diǎn)D的坐標(biāo)，將A、B、C、D的坐標(biāo)代入橢圓方程得四個(gè)等式，利用這四個(gè)等式可整體求出，然后求出直線MN的方程，與橢圓方程聯(lián)立可求得MN的中點(diǎn)坐標(biāo)即為點(diǎn)P的坐標(biāo)，從而問題得證 .
（1）由題得，，聯(lián)立 解得，，，
∴橢圓方程為              4分
（2）方法一：設(shè)，由可得.
∵點(diǎn)在橢圓上，故
整理得：          6分
又點(diǎn)在橢圓上可知，
故有   ①
由，同理可得：     ②
②-①得：，即              9分
又∥，故
∴直線的方程為：，即.
由可得：
∴是的中點(diǎn)，即點(diǎn)平分線段              12分
（2）方法二：∵，，∴，即

在梯形中，設(shè)中點(diǎn)為，中點(diǎn)為，
過作的平行線交于點(diǎn)
∵與面積相等，∴
∴，，三點(diǎn)共線            6分
設(shè)，
∴，，
兩式相減得 ，
顯然，（否則垂直于軸，因不在軸上，此時(shí)不可能垂直于軸保持與平行）且（否則平行于軸或經(jīng)過原點(diǎn)，此時(shí)，，三點(diǎn)不可能共線）
∴
設(shè)直線斜率為，直線斜率為
∴，即    ①
設(shè)直線斜率為，直線斜率為
同理，，又，∴即三點(diǎn)共線    8分
∴四點(diǎn)共線，∴，代入①得           9分
∴直線的方程為  即
聯(lián)立得
∴點(diǎn)平分線段                12分