本题导读

本题考查椭圆的标准方程与性质。核心在于坐标代入法、设而不求法的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2017年全国卷I(理)) 已知椭圆 (),四点 中恰有三点在椭圆 上.

(1)求 的方程;

(2)设直线 不经过 点且与 相交于 两点.若直线 与 的斜率的和为 ,证明: 过定点.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 第一问(方程求解):
  • 对称性判断: 和 关于 轴对称,若其中一个在椭圆上,另一个必在椭圆上,故 占据了两个名额。
  • 排除法:比较 和 。 与 横坐标相同,但 的纵坐标 。在第一象限,横坐标相同,纵坐标越大越靠外,故 在椭圆外。由此确定 在椭圆上。
  • 代入求解:将 代入直接得 ,再代入 求 。
  1. 第二问(定点证明):
  • 特殊情况排除:先考虑 垂直于 轴的情况,计算发现不满足斜率和为 。
  • 设线联立:设 (),联立椭圆方程,得到关于 的一元二次方程。
  • 转化条件:利用 ,将斜率公式 转化为仅含 的表达式,代入韦达定理。
  • 寻找关系:求出 与 的线性关系,从而写出直线方程并观察定点。

✅【答案】

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(1)

(2) 恒过定点

✍【详细解析】

Abstract

(1)解: 由于椭圆 关于 轴对称,而 与 关于 轴对称, 故 同时在椭圆上。 又 与 相比, 纵坐标更大,若 在椭圆上,则 必在椭圆内,与“恰有三点在椭圆上”矛盾,故 不在椭圆上。 由此可知 在椭圆上。 将 代入得 ,即 。 将 代入得 ,解得 。 故椭圆 的方程为 。

(2)证明: 由题意 。设 。 若直线 的斜率不存在,设 ()。 则 ,此时 ,得 。 但此时直线 仅与椭圆有一个交点(切线),不符合相交于两点的要求,故 的斜率必存在。

设 ()。联立方程: 。 由韦达定理:,。 由 得: 代入韦达定理: 得 ,即 。 直线 的方程为 ,即 。 故直线 恒过定点 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 斜率和公式的应用:在处理涉及 的题目时,将 用 替换是消除变量的标准套路。
  • 因式分解简化计算:在代入韦达定理后,分子分母出现了 ,及时约去(前提 )能极大简化后续化简难度。
  • 结论验证:最后得到的定点 应当在椭圆上或外,经检验该点在椭圆上(刚好是右顶点下方对称位置),符合解析几何的美感。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:待补

  2. 结论推广:待补

  3. 方法推广:待补

🔗【关联脉络】

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