15.(一中)如图所示,已知ABC是长轴长为4的椭圆上的三点,点A是长轴的一个端点,BC过椭圆中心O,且,|BC|=2|AC|.

(I)建立适当的坐标系,求椭圆方程;

(II)如果椭圆上有两点PQ,使∠PCQ的平分线垂直于AO,证明:存在实数λ,使

解:(I)以O为原点,OA为X轴建立直角坐标系,设A(2,0),则椭圆方程为

    ∵O为椭圆中心,∴由对称性知|OC|=|OB|

    又∵, ∴ACBC

    又∵|BC|=2|AC|  ∴|OC|=|AC|

    ∴△AOC为等腰直角三角形 

    ∴点C的坐标为(1,1)  ∴点B的坐标为(-1,-1)

    将C的坐标(1,1)代入椭圆方程得

    则求得椭圆方程为   

    (II)由于∠PCQ的平分线垂直于OA(即垂直于x轴),不妨设PC的斜率为k,则QC的斜率为-k,因此PCQC的直线方程分别为yk(x-1)+1,y=-k(x-1)+1

    由  得(1+3k2)x2-6k(k-1)x+3k2-6k-1=0 *)

    ∵点C(1,1)在椭圆上,

    ∴x=1是方程(*)的一个根,∴xP•1=xP

    同理xQ 

    ∴直线PQ的斜率为(定值)

又∠ACB的平分线也垂直于OA

    ∴直线PQAB的斜率相等(∵kAB=)

    ∴向量,即总存在实数,使成立.

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