本题导读

本题考查椭圆的几何性质与对称性,以及直线与椭圆的位置关系。

📌【题干】

Question

(2011年江苏卷) 如图,在平面直角坐标系 中,, 分别是椭圆 的顶点,过坐标原点的直线交椭圆于 , 两点,其中点 在第一象限,过 作 轴的垂线,垂足为 ,连接 并延长交椭圆于点 ,设直线 的斜率为 .

(1) 当直线 平分线段 时,求 的值;

(2) 当 时,求点 到直线 的距离 ;

(3) 对任意 ,求证:.

🔍【思路分析】

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  1. 步骤1:(1) 中点坐标定
  2. 步骤2:(2) 联立解出 、、 后写直线 求距离
  3. 步骤3:(3) 设
  4. 步骤4:用韦达定理求 的坐标

✅【答案】

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(1)

(2)

(3) 见解析

✍【详细解析】

Abstract

(1)由椭圆方程及题图,,,线段 的中点为 。

直线 过原点且平分线段 ,故它经过该中点,所以 。

(2)当 时,直线 的方程为 。代入椭圆方程得 ,即 ,。

因为 在第一象限,所以 ,,垂足 。

直线 即直线 ,斜率为 ,方程为 ,即 。

点 到直线 的距离 。

(3)设 (),则 ,,直线 的方程为 。

代入椭圆方程(化为 )并整理:,即 。

该方程的两个根分别是 、 的横坐标,已知一根为 ,由韦达定理,另一根

,

从而 。

于是 。

因为 ,所以 ,结论对任意 成立。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:椭圆的对称性;直线与椭圆联立及韦达定理;垂直的斜率充要条件

核心方法:设 用单参数表示全图;联立后利用已知根 与韦达定理快速得出另一根,避免繁琐因式分解

避坑指南:第(3)问中 这一步来自”两根之和”而不是”两根之积”,符号与分母易错;计算 时分子分母先各自通分再约分。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:椭圆对称与垂直定值题,与 2013 年江苏卷第 12 题、2014 年江苏卷第 17 题、2012 年江苏卷第 19 题同族。

结论推广:对椭圆 的同构构图(、 关于原点对称, 过 的垂足),;本题 ,乘积恰为 。

方法推广:圆锥曲线定值题的标准流程:设参 → 联立 → 韦达 → 表达目标 → 化简出定值;已知一根时优先用根与系数关系而非求根公式。

🔗【关联脉络】

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