Question

如圖，在橢圓C：中，F₁，F₂分別為橢圓C的左右兩個焦點，P為橢圓上且在第一象限內的點，△PF₁F₂的重心為G，內心為I．
（1）求證：IG∥F₁F₂；
（2）已知A為橢圓C的左頂點，直線l過右焦點F₂與橢圓C交于M，N兩點，若AM，AN的斜率k₁，k₂滿足，求直線l的方程．

Answer 1

【答案】分析：（1）欲證IG∥F₁F₂，因為F₁，F2在x軸上，只需證明I，G的縱坐標相等即可，利用重心的坐標公式求出G點的縱坐標，再借助三角形內切圓的性質，利用面積相等求出I的縱坐標，比較大小即可．
（2）設出直線l的方程，代入橢圓方程，由韋達定理求出x₁+x₂，x₁x₂．代入k₁+k₂中，化簡即可求出k的值，得到直線l的方程．
解答：解：（1）設P點坐標為（x，y）（y＞0），而G為△PF₁F₂
的重心，故而I為△PF₁F₂的內心．
設△PF₁F₂的內切圓半徑為r
于是，
又a=2，c=1，y＞0
則，從而I點縱坐標為
從而IG∥F₁F₂•
（2）若直線l斜率不存在，顯然k₁+k₂=0不合題意．
若直線l的斜率存在，過F₂（1，O）的設直線方程為y=k（x-1），直線和橢圓交于M（x₁，y₁），N（x₂，y₂）將y=k（x-1）代入3x²+4y²=12中得到：（3+4k²）x²-8k²x+4k²-12=0
由韋達定理可知：
又=
而
從而
即k=2
故所求直線MN方程為：y=2（x-1）．
點評：本題主要考查了直線與橢圓位置關系的判斷，注意韋達定理的應用．