三、解答题
21.(本小题满分14分)
设A、B分别为椭圆=1(a,b>0)的左、右顶点,椭圆长半轴的长等于焦距,
且x=4是它的右准线。
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设P为右准线上不同于点(4,0)的任意一点,若直线AB,BP分别与椭圆相交于
异于A,B的M、N,证明点B在以MN为直径的圆内.
本小题主要考查直线、圆和椭圆等平面解析几何的基础知识,考查综合运用数学知识进行推理运算的能力和解决问题的能力。
解:(Ⅰ)依题意得解得从而,故椭圆方程为
(Ⅱ)解法1:由(Ⅰ)得A(-2,0),B(2,0),设M,M点在椭圆上,①,又M点异于顶点A、B,由P、A、M三点共线可
得从而②.将①式代入②式化简得,于是为锐角,
从而为钝角,故点在以为直径的圆内.
解法2:由(Ⅰ)得A(-2,0),B(2,0),设PM,N,则直线AP的
方程为,直线BP的方程为.
点M、N分别在直线AP、BP上,
从而.③
联立消去得
是方程的两要,即
又⑤
于是由③、④式代入⑤式化简可得
点在椭圆上,且异于顶点
又从而
故为钝角,即点在以为直径的圆内,
解法3:由(Ⅰ)得设则,
又的中点的坐标为
,化简得,直线的方程为,直线的
方程为.
点在准线上,
即⑦
又∵点在椭圆上,即
于是将⑦、⑧式代入⑥式化简可得
从而在以为直径的圆内,
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