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数学问题AB是椭圆x^2

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数学问题AB是椭圆x^2

数学问题:AB是椭圆x^2/a^2+y^2/b^2=1(a>b>0)中不平行于对称轴
1,AB是椭圆x^2/a^2+y^2/b^2=1(a>b>0)中不平行于对称轴且不过原点O的一条弦,M是AB的中点,

 求证:Kab.Kom=-b^2/a^2


2,椭圆ax^2+by^2=1与直线x+y-1=0相交于A,B两点,C是AB的中点,若|AB|=2√2,

  O为坐标原点,OC斜率为√2/2,求a,b的值

3,若抛物线y=ax^2-1上总有关于l:x+y=1对称的相异两点,求a的取值范围


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  • 2009-08-31 14:37:29
      1,AB是椭圆x^2/a^2+y^2/b^2=1(a>b>0)中不平行于对称轴且不过原点O的一条弦,M是AB的中点, 
    求证:Kab。Kom=-b^2/a^2 
    不平行于对称轴的直线斜率存在且不等于0,又直线不过原点
    所以,设直线为:y=kx+c
    联立椭圆b^2x^2+a^2y^2-a^2b^2=0和直线y=kx+c得到:
    b^2x^2+a^2(kx+c)^2-a^2b^2=0
    ===> b^2x^2+k^2a^2x^2+2a^2kcx+a^2(c^2-b^2)=0
    ===> (b^2+k^2a^2)x^2+2a^2kcx+a^2(c^2-b^2)=0
    所以:x1+x2=-2a^2kc/(b^2+k^2a^2)
    所以,M点的横坐标为:Mx=(x1+x2)/2=-a^2kc/(b^2+k^2a^2)
    又:
    y1=kx1+c
    y2=kx2+c
    所以:y1+y2=k(x1+x2)+2c=[-2a^2k^2c/(b^2+k^2a^2)]+2c
    =[-2a^2k^2c+2b^2c+2k^2a^2c]/(b^2+k^2a^2)
    =2b^2c/(b^2+k^2a^2)
    所以,点M的纵坐标My=(y1+y2)/2=b^2c/(b^2+k^2a^2)
    所以:
    Kom=(My-0)/(Mx-0)=My/Mx=[b^2c/(b^2+k^2a^2)]/[-a^2kc/(b^2+k^2a^2)]
    =-b^2/(a^2k)
    所以:
    Kab*Kom=k*[-b^2/(a^2k)]=-b^2/a^2
    2,椭圆ax^2+by^2=1与直线x+y-1=0相交于A,B两点,C是AB的中点,若|AB|=2√2, O为坐标原点,OC斜率为√2/2,求a,b的值 
    联立椭圆ax^2+by^2-1=0与直线y=1-x得到:
    ax^2+b(1-x)^2-1=0
    ===> ax^2+bx^2-2bx+b-1=0
    ===> (a+b)x^2-2bx+(b-1)=0
    所以:x1+x2=2b/(a+b)、x1x2=(b-1)/(a+b)………………(1)
    且:
    y1=1-x1
    y2=1-x2
    所以:y1+y2=1-x1+1-x2=2-(x1+x2)=2-[2b/(a+b)]=2a/(a+b)
    y1-y2=(1-x1)-(1-x2)=(x2-x1)
    而,|AB|^2=(x1-x2)^2+(y1-y2)^2=2(x1-x2)^2
    =2[(x1+x2)^2-4x1x2]
    =2*{[2b/(a+b)]^2-4(b-1)/(a+b)}
    =2*{[4b^2/(a+b)^2]-[4(b-1)(a+b)/(a+b)^2]}
    =2*[4b^2-4ab-4b^2+4a+4b]/(a+b)^2
    =8*(a+b-ab)/(a+b)^2
    =(2√2)*2=8
    所以:(a+b-ab)/(a+b)^2=1……………………………………(2)
    又,C点坐标为:C(b/(a+b),a/(a+b))
    所以,Koc=[a/(a+b)-0]/[b/(a+b)-0]
    =a/b=√2/2………………………………………………………(3)
    联立(2)(3)得到:
    a=1/3
    b=√2/3
    3,若抛物线y=ax^2-1上总有关于l:x+y=1对称的相异两点,求a的取值范围 
    既然有两点关于直线l:x+y=1对称,那么这两点的连线与直线l垂直。
      设该两点为A(x1,y1)、B(x2,y2) 所以,Kab=1 设AB所在直线方程为:y=x+b 联立直线y=x+b与抛物线方程y=ax^2-1得到: x+b=ax^2-1 ===> ax^2-x-b-1=0 ===> ax^2-x-(b+1)=0…………………………………………(1) 则:x1+x2=1/a 所以,AB中点C的横坐标Xc=(x1+x2)/2=1/2a 又: y1=x1+b y2=x2+b 所以:y1+y2=(x1+x2)+2b 所以,AB中点C的纵坐标Yc=(y1+y2)/2=(x1+x2)/2+b=(1/2a)+b 而,点C在直线l:x+y=1上 所以:(1/2a)+(1/2a)+b=1 则,b=1-(1/a)=(a-1)/a……………………………………(2) 因为直线y=x+b与抛物线y=ax^2-1有相异的两个交点 所以,方程(1)有相异的两个实数根 即:△=1+4a(b+1)>0 ===> 1+4a[(a-1)/a+1]>0 ===> 1+4(a-1)+4a>0 ===> 1+4a-4+4a>0 ===> 8a>3 ===> a>3/8。
      

    T***

    2009-08-31 14:37:29

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