Question

如果兩個橢圓的離心率相等，那么就稱這兩個橢圓相似．已知橢圓C與橢圓相似，且橢圓C的一個短軸端點是拋物線的焦點．
（Ⅰ）試求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程；
（Ⅱ）設(shè)橢圓E的中心在原點，對稱軸在坐標(biāo)軸上，直線l：y=kx+t（k≠0，t≠0）與橢圓C交于A，B兩點，且與橢圓E交于H，K兩點．若線段AB與線段HK的中點重合，試判斷橢圓C與橢圓E是否為相似橢圓？并證明你的判斷．

Answer 1

【答案】分析：（Ⅰ）求出橢圓的離心率，拋物線的焦點坐標(biāo)，設(shè)橢圓C的方程，即可求得橢圓的幾何量，從而可求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方；
（Ⅱ）解法一：橢圓C與橢圓E是相似橢圓．聯(lián)立橢圓C和直線l的方程，利用韋達(dá)定理，根據(jù)弦AB的中點與弦HK的中點重合，建立方程，從而可得橢圓E的離心率，即可得到結(jié)論；
解法二：設(shè)橢圓E的方程，根據(jù)A，B在橢圓C上，設(shè)點的坐標(biāo)，代入兩式相減并恒等變形得斜率，同理由H，K在橢圓E上，得斜率，利用弦AB的中點與弦HK的中點重合，建立方程，從而可得橢圓E的離心率，即可得到結(jié)論．
解答：解：（Ⅰ）由題意，橢圓的離心率為，拋物線的焦點為（0，1）．…（2分）
設(shè)橢圓C的方程為，
由題意，得：，解得，
∴橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為 ．…（5分）
（Ⅱ）解法一：橢圓C與橢圓E是相似橢圓．…（6分）
聯(lián)立橢圓C和直線l的方程，，消去y，得（1+2k²）x²+4ktx+2t²-8=0，…（7分）
設(shè)A，B的橫坐標(biāo)分別為x₁，x₂，則．…（8分）
設(shè)橢圓E的方程為，…（9分）
聯(lián)立方程組，消去y，得（n²+m²k²）x²+2ktm²x+m²（t²-n²）=0，
設(shè)H，K的橫坐標(biāo)分別為x₃，x₄，則．…（10分）
∵弦AB的中點與弦HK的中點重合，…（11分）
∴x₁+x₂=x₃+x₄，∴=，
∵k≠0，t≠0，∴化簡得m²=2n²，…（12分）
求得橢圓E的離心率，…（13分）
∴橢圓C與橢圓E是相似橢圓．
解法二：設(shè)橢圓E的方程為，并設(shè)A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），H（x₃，y₃），K（x₄，y₄）．
∵A，B在橢圓C上，
∴且，兩式相減并恒等變形得．…（8分）
由H，K在橢圓E上，仿前述方法可得．…（11分）
∵弦AB的中點與弦HK的中點重合，∴m²=2n²，…（12分）
求得橢圓E的離心率，…（13分）
∴橢圓C與橢圓E是相似橢圓．
點評：本題主要考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程、圓錐曲線的性質(zhì)、直線與圓錐曲線的位置關(guān)系等基礎(chǔ)知識，考查推理論證能力、運算求解能力，考查分類整合思想、數(shù)形結(jié)合思想、化歸轉(zhuǎn)化思想等．