(2011•鹽城模擬)(本題文科學(xué)生做)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xoy中,已知F1(-4,0),F(xiàn)2(4,0),A(0,8),直線y=t(0<t<8)與線段AF1、AF2分別交于點(diǎn)P、Q.
(Ⅰ)當(dāng)t=3時(shí),求以F1,F(xiàn)2為焦點(diǎn),且過(guò)PQ中點(diǎn)的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(Ⅱ)過(guò)點(diǎn)Q作直線QR∥AF1交F1F2于點(diǎn)R,記△PRF1的外接圓為圓C.
①求證:圓心C在定直線7x+4y+8=0上;
②圓C是否恒過(guò)異于點(diǎn)F1的一個(gè)定點(diǎn)?若過(guò),求出該點(diǎn)的坐標(biāo);若不過(guò),請(qǐng)說(shuō)明理由.
分析:(Ⅰ)設(shè)橢圓的方程,根據(jù)當(dāng)t=3時(shí),PQ中點(diǎn)為(0,3),所以b=3,利用F1(-4,0),F(xiàn)2(4,0),即可求得橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(Ⅱ)①確定直線AF1:y=2x+8;AF2:y=-2x+8,求得P(
t-8
2
,t),Q(
8-t
2
,t),R(4-t,0),利用待定系數(shù)法,設(shè)△PRF1的外接圓C的方程為x2+y2+Dx+Ey+F=0,進(jìn)而可確定圓心坐標(biāo),即可證得結(jié)論;
②由①可得圓C的方程,分離參數(shù),分別令其為0,即可求得定點(diǎn)的坐標(biāo).
解答:解:(Ⅰ)設(shè)橢圓的方程為
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
,當(dāng)t=3時(shí),PQ中點(diǎn)為(0,3),所以b=3
∵a2-b2=16,∴a2=25
∴橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為
x2
25
+
y2
9
=1
;
(Ⅱ)①證明:直線AF1:y=2x+8;AF2:y=-2x+8;
所以可得P(
t-8
2
,t),Q(
8-t
2
,t)
∵直線QR∥AF1交F1F2于點(diǎn)R,∴R(4-t,0)
設(shè)△PRF1的外接圓C的方程為x2+y2+Dx+Ey+F=0,則
(4-t)2+(4-t)D+F=0
16-4D+F=0
(
t-8
2
)
2
+t2+
t-8
2
D+tE+F=0

D=t
E=4-
7
4
t
F=4t-16

∴圓心坐標(biāo)為(-
t
2
,
7t
8
-2)

∴圓心C在定直線7x+4y+8=0上;
②由①可得圓C的方程為:x2+y2+tx+(4-
7
4
t
)y+4t-16=0
整理可得(x2+y2+4y-16)+t(x-
7
4
y+4)=0
∴x2+y2+4y-16=0,且x-
7
4
y+4=0
聯(lián)立此兩方程解得x=
4
13
,y=
32
13
或x=-4,y=0
∴圓C恒過(guò)異于點(diǎn)F1的一個(gè)定點(diǎn),該點(diǎn)的坐標(biāo)為(
4
13
,
32
13
).
點(diǎn)評(píng):本題考查圓錐曲線的綜合,考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,考查圓的方程,考查恒過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題,解題的關(guān)鍵是利用待定系數(shù)法,分離參數(shù)法,屬于中檔題.
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x2
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+
y2
b2
=1(a>b>0)
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