Question

已知橢圓的右頂點為A，離心率e=

1

2

，過左焦點F（-1，0）作直線l與橢圓交于點P，Q，直線AP，AQ分別與直線x=-4交于點M，N．
（Ⅰ）求橢圓的方程；
（Ⅱ）證明以線段MN為直徑的圓經(jīng)過焦點F．

Answer 1

（Ⅰ）由已知 c=1，

c

a

=

1

2

，
∴a=2，b=

3

，
∴橢圓方程為

x2

4

+

y2

3

=1．--------------（5分）
證明：（Ⅱ） 設直線l方程為 y=k（x+1），
由  

y=k(x+1) x2 4 + y2 3 =1

得（3+4k²）x²+8k²x+4k²-12=0．
設P（x₁，y₁），Q（x₂，y₂），則x₁+x₂=-

8k2

3+4k2

，x1x2=

4k2-12

3+4k2

．-----（7分）
設M（-4，y_M），N（-4，y_N），則由A，P，M共線，得

yM-y1

-4-x1

=

y1

x1-2

，有 y_M=-

6y1

x1-2

．同理 y_N=-

6y2

x2-2

．
∴y_My_N=

36y1y2

(x1-2)(x2-2)

=

36k2[x1x2+(x1+x2)+1]

x1x2-2(x1+x2)+4

．------（9分）

FM • FN =(-3，yM)•(-3，yN)=9+yMyN =9+ 36k2[x1x2+(x1+x2)+1] x1x2-2(x1+x2)+4 =9+ 36k2[ 4k2-12 3+4k2 - 8k2 3+4k2 +1] 4k2-12 3+4k2 +2 8k2 3+4k2 +4 =9- 9×36k2 36k2 =0.

∴

FM

⊥

FN

，即FM⊥FN，以線段MN為直徑的圓經(jīng)過點F；----（12分）

當直線l的斜率不存在時，不妨設M（-4，3），N（-4，-3）．則有

FM

•

FN

=(-3，3)•(-3，-3）=9-9=0，
∴

FM

⊥

FN

，即FM⊥FN，以線段MN為直徑的圓經(jīng)過點F．
綜上所述，以線段MN為直徑的圓經(jīng)過定點F．-----------（14分）