Question

（2011•焦作一模）在平面直角坐標系xoy中，橢圓E：

x2

a2

+

y2

b2

=1（a＞0，b＞0）經過點A（

6

2

，

2

），且點F（0，-1）為其一個焦點．   
（Ⅰ）求橢圓E的方程；
（Ⅱ）設橢圓E與y軸的兩個交點為A₁，A₂，不在y軸上的動點P在直線y=b²上運動，直線PA₁，PA₂分別與橢圓E交于點M，N，證明：直線MN通過一個定點，且△FMN的周長為定值．

Answer 1

分析：（Ⅰ）根據題意可得

3 2a2 + 2 b2 =1 b2-a2=1

解出即可；
（Ⅱ）不妨設A₁（0，2），A₂（0，-2）
P（x₀，4）為直線y=4上一點（x₀≠0），M（x₁，y₁），N（x₂，y₂）
直線PA₁方程為y=

2

x0

x+2，直線PA₂方程為y=

6

x0

x-2，分別與橢圓聯立即可得到點M，N的坐標．
由于橢圓關于y軸對稱，當動點P在直線y=4上運動時，直線MN通過的定點必在y軸上，
當x₀=1時，直線MN的方程為y+1=

4

3

(x+

3

2

)，令x=0，得y=1可猜測定點的坐標為（0，1），并記這個定點為B
再證明k_BM=k_BN，即M，B，N三點共線即可．
又F（0，-1），B（0，1）是橢圓E的焦點，利用橢圓的定義即可得出△FMN的周長．

解答：解：（Ⅰ）根據題意可得

3 2a2 + 2 b2 =1 b2-a2=1

可解得

a= 3 b=2

∴橢圓E的方程為

x2

3

+

y2

4

=1…（4分）
（Ⅱ）不妨設A₁（0，2），A₂（0，-2）
P（x₀，4）為直線y=4上一點（x₀≠0），M（x₁，y₁），N（x₂，y₂）
直線PA₁方程為y=

2

x0

x+2，直線PA₂方程為y=

6

x0

x-2
點M（x₁，y₁），A₁（0，2）的坐標滿足方程組

x2 3 + y2 4 =1 y= 2 x0 x+2

可得

x1= -6x0 3+x0 y1= 2x 2 0 -6 3+x0

點N（x₂，y₂），A₂（0，-2）的坐標滿足方程組

x2 3 + y2 4 =1 y= 6 x0 x-2

    可得

x2= 18x0 27+ x 2 0 y2= -2 x 2 0 +54 27+ x 2 0

由于橢圓關于y軸對稱，當動點P在直線y=4上運動時，直線MN通過的定點必在y軸上，
當x₀=1時，直線MN的方程為y+1=

4

3

(x+

3

2

)，令x=0，得y=1可猜測定點的坐標為（0，1），并記這個定點為B
則直線BM的斜率k_BM=

y1-1

x1

=

2 x 2 0 -6 3+ x 2 0 -1

-6x0 3+ x 2 0

=

9- x 2 0

6x0

直線BN的斜率k_BN=

y2-1

x2

=

-2 x 2 0 +54 27+ x 2 0 -1

18x0 27+ x 2 0

=

9- x 2 0

6x0

∴k_BM=k_BN，即M，B，N三點共線，故直線MN通過一個定點B（0，1），
又∵F（0，-1），B（0，1）是橢圓E的焦點，
∴△FMN周長=|FM|+|MB|+|BN|+|NF|=4b=8．

點評：熟練掌握橢圓的標準方程及其性質、直線與橢圓相交問題轉化為方程聯立得到方程組、三點共線與斜率的關系等是解題的關鍵．