三、解答题

22.(本小题满分14分)

设椭圆的左、右焦点分别为是椭圆上的一点,,

原点到直线的距离为.

(Ⅰ)证明;

(Ⅱ)设为椭圆上的两个动点,,过原点作直线的垂线,

垂足为,求点的轨迹方程.

本小题主要考查椭圆的标准方程和几何性质、直线方程、求曲线的方程等基础知识,

考查曲线和方程的关系等解析几何的基本思想方法及推理、运算能力.满分14分.

(Ⅰ)证法一:由题设及,,不妨设点,其中.

由于点在椭圆上,有,即.

解得,从而得到.

直线的方程为,整理得.

由题设,原点到直线的距离为,即,

将代入上式并化简得,即.

证法二:同证法一,得到点的坐标为.

过点作,垂足为,易知,故.

由椭圆定义得,又,

所以,

解得,而,得,即.

(Ⅱ)解法一:设点的坐标为.

当时,由知,直线的斜率为,所以直线的方程

为,或,其中,.

点的坐标满足方程组

将①式代入②式,得,

整理得,

于是,.

由①式得

.

由知.将③式和④式代入得,

.

将代入上式,整理得.

当时,直线的方程为,的坐标满足方程

组

所以,.

由知,即,

解得.

这时,点的坐标仍满足.

综上,点的轨迹方程为 .

解法二:设点的坐标为,直线的方程为,由,

垂足为,可知直线的方程为.

记(显然),点的坐标满足方程

组

由①式得.      ③

由②式得.   ④

将③式代入④式得.

整理得,

于是.   ⑤

由①式得.   ⑥

由②式得.  ⑦

将⑥式代入⑦式得,

整理得,

于是.   ⑧

由知.将⑤式和⑧式代入得,

.

将代入上式,得.

所以,点的轨迹方程为.

 

 

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