已知椭圆C:![]()
+![]()
=1(a>b>0)的长轴长为2![]()
,右焦点F(1,0),过F作两条互相垂直的直线分别交椭圆G于点A,B和C,D,设AB,CD的中点分别为P,Q.
(Ⅰ)求椭圆G的方程;
(Ⅱ)若直线AB,CD的斜率均存在,求![]()
•![]()
的最大值,并证明直线PQ与x轴交于定点.
已知椭圆C:![]()
+![]()
=1(a>b>0)的长轴长为2![]()
,右焦点F(1,0),过F作两条互相垂直的直线分别交椭圆G于点A,B和C,D,设AB,CD的中点分别为P,Q.
(Ⅰ)求椭圆G的方程;
(Ⅱ)若直线AB,CD的斜率均存在,求![]()
•![]()
的最大值,并证明直线PQ与x轴交于定点.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程.
【分析】(Ⅰ)由椭圆的长轴长为2![]()
,右焦点F(1,0),列出方程组求出a,b,由此能求出椭圆G的方程.
(Ⅱ)F(1,0),由题意设直线AB的方程为y=k(x﹣1),k≠0,由
,得(3k2+2)x2﹣6k2x+3k2﹣6=0,由此利用韦达定理、中点坐标公式分别求出AB的中点P,CD的中点Q,从而求出k=±1时,![]()
有最大值![]()
.当k=±1时,直线PQ的方程为x=![]()
,恒过定点(![]()
,0),当直线有斜率时,求出直线PQ的方程,由此能求出直线PQ恒过定点(![]()
).
【解答】解:(Ⅰ)∵椭圆C:![]()
+![]()
=1(a>b>0)的长轴长为2![]()
,右焦点F(1,0),
∴
,解得a=![]()
,b=![]()
,
∴椭圆G的方程为![]()
=1.
(Ⅱ)F(1,0),由题意设直线AB的方程为y=k(x﹣1),k≠0,
由
,得(3k2+2)x2﹣6k2x+3k2﹣6=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则
,y1+y2=k(x1+x2)﹣2k=![]()
,
∴AB的中点P(![]()
,![]()
),
又由题意得直线CD的方程为y=﹣![]()
,
同理,得CD的中点Q(![]()
),
∴![]()
=![]()
=![]()
![]()
=
≤
=![]()
,
当且仅当![]()
,即k=±1时,![]()
有最大值![]()
.
又当直线PQ⊥x轴时,![]()
=![]()
,
即k=±1时,直线PQ的方程为x=![]()
,恒过定点(![]()
,0),
当直线有斜率时,kPQ=
=![]()
,
∴直线PQ的方程为y﹣![]()
,
令y=0,得x=![]()
=![]()
=![]()
,恒过定点(![]()
),
综上,直线PQ恒过定点(![]()
).