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已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的焦距为2,其两个焦点与短轴的一个顶点是正三角形的三个顶点.(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;(Ⅱ)动点P在椭圆C上,直线l:x=4与x轴交于点N,PM⊥l于点M(M,N
题目详情
已知椭圆C:
+
=1(a>b>0)的焦距为2,其两个焦点与短轴的一个顶点是正三角形的三个顶点.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)动点P在椭圆C上,直线l:x=4与x轴交于点N,PM⊥l于点M(M,N不重合),试问在x轴上是否存在定点T,使得∠PTN的平分线过PM中点,如果存在,求定点T的坐标;如果不存在,说明理由.
x2 |
a2 |
y2 |
b2 |
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)动点P在椭圆C上,直线l:x=4与x轴交于点N,PM⊥l于点M(M,N不重合),试问在x轴上是否存在定点T,使得∠PTN的平分线过PM中点,如果存在,求定点T的坐标;如果不存在,说明理由.
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答案和解析
(Ⅰ)由椭圆C的焦距2c=2,解得c=1,
因为两个焦点与短轴的一个顶点构成正三角形,
所以b=
c=
,a=
=2,
所以椭圆C的标准方程为
+
=1;
(Ⅱ)假设存在点T,使得∠PTN的平分线过PM中点.
设P(x0,y0),T(t,0),PM中点为S.
因为PM⊥l于点M(M,N不重合),且∠PTN的平分线过S,
所以∠PTS=∠STN=∠PST.
又因为S为PM的中点,
所以|PT|=|PS|=
|PM|.
即
=
|x0-4|.
因为点P在椭圆C上,所以y02=3(1-
),
代入上式可得 2x0(1-t)+(t2-1)=0.
因为对于任意的动点P,∠PTN的平分线都过S,
所以此式对任意x0∈(-2,2)都成立.
所以
,
解得t=1.
所以存在定点T,使得∠PTN的平分线过PM中点,
此时定点T的坐标为(1,0).
因为两个焦点与短轴的一个顶点构成正三角形,
所以b=
3 |
3 |
b2+c2 |
所以椭圆C的标准方程为
x2 |
4 |
y2 |
3 |
(Ⅱ)假设存在点T,使得∠PTN的平分线过PM中点.
设P(x0,y0),T(t,0),PM中点为S.
因为PM⊥l于点M(M,N不重合),且∠PTN的平分线过S,
所以∠PTS=∠STN=∠PST.
又因为S为PM的中点,
所以|PT|=|PS|=
1 |
2 |
即
(x0-t)2+(y0-0)2 |
1 |
2 |
因为点P在椭圆C上,所以y02=3(1-
x02 |
4 |
代入上式可得 2x0(1-t)+(t2-1)=0.
因为对于任意的动点P,∠PTN的平分线都过S,
所以此式对任意x0∈(-2,2)都成立.
所以
|
解得t=1.
所以存在定点T,使得∠PTN的平分线过PM中点,
此时定点T的坐标为(1,0).
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