本题导读

本题考查椭圆的标准方程与几何性质。核心在于待定系数法(求方程)、联立方程组法的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2024年甲卷理)设椭圆 的右焦点为 ,点 在 上,且 轴.

(1)求 的方程;

(2)过点 的直线交 于 两点, 为线段 的中点,直线 交直线 于点 ,证明: 轴.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 第一问(求方程):由 轴知, 点的横坐标即为焦距 ,故 。将 代入椭圆方程,结合 ,建立关于 的方程并求解。
  2. 第二问(几何证明):
  • 确定定点坐标:,,由中点公式得 。直线 的方程为 。
  • 联立直线与椭圆:设过 的直线为 (此设法可避免斜率不存在的讨论)。联立椭圆方程,利用韦达定理得到 与 。
  • 求 点坐标:写出直线 的方程,求其与 的交点 的纵坐标 。
  • 目标转化:证明 轴,等价于证明 ,即证 。通过代数变形验证等式是否成立。

✅【答案】

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(1)

(2) 证明见解析

✍【详细解析】

Abstract

(1)解: 因为 轴,且 为右焦点, 所以 点的横坐标 。 又点 在椭圆 上,代入方程得: 已知 将 ② 代入 ① 得: 整理得: 因为 ,所以 。 则 。 故椭圆 的方程为:

(2)证明: 由(1)知 。又 , 为 中点,则 。 直线 的方程为 。 设直线 的方程为 ,设 。 联立方程组: 消去 得: 由韦达定理得: 直线 过 和 ,其方程为: 点 是该直线与 的交点,将 代入上式求 : 欲证 轴,只需证 与 的纵坐标相等,即证 。 亦即证明: 等价于证明: 将韦达定理代入上述恒等式左边: 等式显然成立。 所以 ,即 轴。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:椭圆通径及方程求解、动直线与圆锥曲线的交点问题、韦达定理的代数恒等变形。
  2. 核心方法:设直线方程“横截距式”( )以规避斜率不存在的讨论;将几何垂直关系( 轴)转化为代数点坐标相等( )进行证明。
  3. 避坑指南:
  • 第二问设直线 时,若设为 ,虽也可行,但会多出 以及斜率不存在情况的分类讨论,计算量与出错率均会增加。
  • 求交点 纵坐标时,务必将 替换为 ,实现全式关于 的单变量化简,以便于后续对接韦达定理。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 本题是经典的解析几何定点定线证明题。涉及二次曲线的极点极线理论的特例模型。此类“相交弦与定点连线”的交点轨迹或共线性质在历年高考中高频出现。
  2. 结论推广: 在椭圆中,若存在 轴上的定点 及动弦 ,连接点 与另外一个特殊定点(如焦点或中点)交特定直线于点 。只要该系统的几何构造是对称且齐次的,常能推出 连线平行于某坐标轴的结论。解此类题的核心逻辑链高度一致:设线 联立 韦达定理 目标点坐标化 恒等式验证。

🔗【关联脉络】

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