(20)(本小题满分 12 分) 已知,椭圆 C 过点 A…——2009 高考数学第 20 题答案解析

2009_退役省自主命题 (2009·理)

2009 全国 第 20 题 解答题 区分题
2009_退役省自主命题 (2009·理)

(20)(本小题满分 12 分)
已知,椭圆 C 过点 $\mathrm{A}\left(1, \frac{3}{2}\right)$ ,两个焦点为 $(-1,0),(1,0)$ 。
(I)求椭圆 C 的方程;
(II) $\mathrm{E}, \mathrm{F}$ 是椭圆 C 上的两个动点,如果直线 AE 的斜率与 AF 的斜率互为相反数,证明直线 EF 的斜率为定值,并求出这个定值。

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【解答】
解:
(I)由题意, $\mathrm{c}=1$ ,可设椭圆方程为 $\frac{x^{2}}{1+b^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ ,
因为 $A$ 在椭圆上,所以 $\frac{1}{1+b^{2}}+\frac{9}{4 b^{2}}=1$ ,解得 $b^{2}=3, b^{2}=-\frac{3}{4}$(舍去)
所以椭圆方程为 $\frac{x^{2}}{4}+\frac{y^{2}}{3}=1$ 。
(II)设直线 AE 方程为:$y=k(x-1)+\frac{3}{2}$ ,代入 $\frac{x^{2}}{4}+\frac{y^{2}}{3}=1$ 得

$$ \left(3+4 k^{2}\right) x^{2}+4 k(3-2 k) x+4\left(\frac{3}{2}-k\right)^{2}-12=0 $$

设 $E\left(\mathrm{x}_{E}, \mathrm{y}_{E}\right), F\left(\mathrm{x}_{F}, \mathrm{y}_{F}\right)$ ,因为点 $A\left(1, \frac{3}{2}\right)$ 在椭圆上,所以

$$ \begin{aligned} & x_{E}=\frac{4\left(\frac{3}{2}-k\right)^{2}-12}{3+4 k^{2}} \\ & y_{E}=k x_{E}+\frac{3}{2}-k \end{aligned} $$

又直线 AF 的斜率与 AE 的斜率互为相反数,在上式中以 $-k$ 代 $k$ ,可得

$$ \begin{aligned} & x_{F}=\frac{4\left(\frac{3}{2}+k\right)^{2}-12}{3+4 k^{2}} \\ & y_{F}=-k x_{F}+\frac{3}{2}+k \end{aligned} $$

所以直线 EF 的斜率 $k_{E F}=\frac{y_{F}-y_{E}}{x_{F}-x_{E}}=\frac{-k\left(x_{F}+x_{E}\right)+2 k}{x_{F}-x_{E}}=\frac{1}{2}$
即直线 EF 的斜率为定值,其值为 $\frac{1}{2}$ 。

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