已知橢圓
()的離心率
,過(guò)焦點(diǎn)且垂直于軸的直線被橢圓截得的線段長(zhǎng)為.
(1) 求橢圓的方程;
(2) 斜率為的動(dòng)直線與橢圓交于兩點(diǎn),在平面上是否存在定點(diǎn),使得當(dāng)直線與直線的斜率均存在時(shí),斜率之和是與無(wú)關(guān)的常數(shù)?若存在,求出所有滿足條件的定點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
分析與解(1) 根據(jù)題意,通徑長(zhǎng)
,于是橢圓的方程為
.
(2) 法一 仿射變換
利用仿射變換.設(shè)定點(diǎn)的坐標(biāo)為,平移坐標(biāo)系,使點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),則橢圓方程變?yōu)?/p>
當(dāng)不過(guò)點(diǎn)時(shí),設(shè)動(dòng)直線的方程為,則聯(lián)立直線與橢圓方程,有
整理得的系數(shù)為
而的系數(shù)為
根據(jù)題意,直線與直線的斜率之和
為定值.于是
解得,
或,
.對(duì)應(yīng)的點(diǎn)在橢圓上,于是不需要考慮過(guò)點(diǎn)的情形.
綜上所述,所有滿足條件的定點(diǎn)的坐標(biāo)為
或
.
注可以將橢圓仿射為圓,則直線的斜率為
,于是點(diǎn)始終平分弧,進(jìn)而可取,此時(shí),因此直線與直線的斜率始終互為相反數(shù),符合題意.
法二 直接計(jì)算
設(shè)
,與橢圓方程聯(lián)立得設(shè)
,則有直線的斜率之和
當(dāng)
時(shí)斜率的和恒為,解得
綜上所述,所有滿足條件的定點(diǎn)的坐標(biāo)為
或
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