Question

已知橢圓C的中心在坐標(biāo)原點，焦點在x軸上，長軸長為2

3

，離心率為

3

3

，經(jīng)過其左焦點F₁的直線l交橢圓C于P、Q兩點．
（I）求橢圓C的方程；
（II）在x軸上是否存在一點M，使得

MP

•

MQ

恒為常數(shù)？若存在，求出M點的坐標(biāo)和這個常數(shù)；若不存在，說明理由．

Answer 1

（I）設(shè)橢圓C的方程為

x2

a2

+

y2

b2

=1 (a＞b＞0)．
由題意，得

2a=2 3 c a = 3 3

，解得

a= 3 c=1

，所以b²=2．（3分）
所求的橢圓方程為

x2

3

+

y2

2

=1．（4分）
（II）由（I）知F₁（-1，0）．
假設(shè)在x軸上存在一點M（t，0），使得

MP

•

MQ

恒為常數(shù)．
①當(dāng)直線l與x軸不垂直時，設(shè)其方程為y=k（x+1），P（x₁，y₁）、Q（x₂，y₂）．
由

y=k(x+1) x2 3 + y2 2 =1

得（2+3k²）x²+6k²x+（3k²-6）=0．（6分）
所以x1+x2=-

6k2

2+3k2

，x1x2=

3k2-6

2+3k2

．（7分）

MP

•

MQ

=（x₁-t）（x₂-t）+y₁y₂
=（x₁-t）（x₂-t）+k²（x₁+1）（x₂+1）
=（k²+1）x₁x₂+（k²-t）（x₁+x₂）+k²+t²
=

(k2+1)(3k2-6)

2+3k2

-

(k2-t)•6k2

2+3k2

+k2+t2=

(6t-1)k2-6

2+3k2

+t2
=

(2t- 1 3 )(2+3k2)-(4t+ 16 3 )

2+3k2

+t2=t2+2t-

1

3

-

4t+ 16 3

2+3k2

．
因為

MP

•

MQ

是與k無關(guān)的常數(shù)，從而有4t+

16

3

=0，即t=-

4

3

．（10分）
此時

MP

•

MQ

=-

11

9

．（11分）
②當(dāng)直線l與x軸垂直時，此時點P、Q的坐標(biāo)分別為(-1，

2 3

3

)、(-1，-

2 3

3

)，
當(dāng)t=-

4

3

時，亦有

MP

•

MQ

=-

11

9

．（13分）
綜上，在x軸上存在定點M(-

4

3

，0)，使得

MP

•

MQ

恒為常數(shù)，且這個常數(shù)為-

11

9

．（14分）