Question

已知O為坐標(biāo)原點(diǎn)，F(xiàn)為橢圓C：在y軸正半軸上的焦點(diǎn)，過(guò)F且斜率為-的直線l與C交于A、B兩點(diǎn)，點(diǎn)P滿足．
（Ⅰ）證明：點(diǎn)P在C上；
（Ⅱ）設(shè)點(diǎn)P關(guān)于點(diǎn)O的對(duì)稱點(diǎn)為Q，證明：A、P、B、Q四點(diǎn)在同一圓上．

Answer 1

【答案】分析：（1）要證明點(diǎn)P在C上，即證明P點(diǎn)的坐標(biāo)滿足橢圓C的方程，根據(jù)已知中過(guò)F且斜率為-的直線l與C交于A、B兩點(diǎn)，點(diǎn)P滿足，我們求出點(diǎn)P的坐標(biāo)，代入驗(yàn)證即可．
（2）若A、P、B、Q四點(diǎn)在同一圓上，則我們可以先求出任意三點(diǎn)確定的圓的方程，然后將第四點(diǎn)坐標(biāo)代入驗(yàn)證即可．
解答：證明：（Ⅰ）設(shè)A（x₁，y₁），B（x₂，y₂）
橢圓C：  ①，則直線AB的方程為：y=-x+1  ②
聯(lián)立方程可得4x²-2x-1=0，
則x₁+x₂=，x₁×x₂=-
則y₁+y₂=-（x₁+x₂）+2=1
設(shè)P（p₁，p₂），
則有：=（x₁，y₁），=（x₂，y₂），=（p₁，p₂）；
∴+=（x₁+x₂，y₁+y₂）=（，1）；=（p₁，p₂）=-（+）=（-，-1）
∴p的坐標(biāo)為（-，-1）代入①方程成立，所以點(diǎn)P在C上．

（Ⅱ）設(shè)點(diǎn)P關(guān)于點(diǎn)O的對(duì)稱點(diǎn)為Q，證明：A、P、B、Q四點(diǎn)在同一圓上．
設(shè)線段AB的中點(diǎn)坐標(biāo)為（，），即（，），
則過(guò)線段AB的中點(diǎn)且垂直于AB的直線方程為：y-=（x-），即y=x+；③
∵P關(guān)于點(diǎn)O的對(duì)稱點(diǎn)為Q，故0（0.0）為線段PQ的中點(diǎn)，
則過(guò)線段PQ的中點(diǎn)且垂直于PQ的直線方程為：y=-x④；
③④聯(lián)立方程組，解之得：x=-，y=
③④的交點(diǎn)就是圓心O₁（-，），
r²=|O₁P|²=（--（-））²+（-1-）²=
故過(guò)平P Q兩點(diǎn)圓的方程為：（x+）²+（y-）²=…⑤，
把y=-x+1 …②代入⑤，
有x₁+x₂=，y₁+y₂=1
∴A，B也是在圓⑤上的．
∴A、P、B、Q四點(diǎn)在同一圓上．
點(diǎn)評(píng)：本題考查的知識(shí)點(diǎn)是直線與圓錐曲線的關(guān)系，向量在幾何中的應(yīng)用，其中判斷點(diǎn)與曲線關(guān)系時(shí)，所使用的坐標(biāo)代入驗(yàn)證法是解答本題的關(guān)鍵．