15.(一中)如图所示,已知A、B、C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P、Q,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∵
, ∴AC⊥BC
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PC、QC的直线方程分别为y=k(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=
即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PQ与AB的斜率相等(∵kAB=
)
∴向量
,即总存在实数
,使
成立.
- 答案