如图所示,已知A,B,C是椭圆
上的三点,其中点A的坐标为
过椭圆的中心O,且AC⊥BC,|BC|=2|AC|.(Ⅰ)求点C的坐标及椭圆E的方程;
(Ⅱ)若椭圆E上存在两点P,Q,使得∠PCQ的平分线总是垂直于x轴,试判断向量
与
是否共线,并给出证明.在线课程解:(Ⅰ)∵|BC|=2|AC|,且BC经过O(0,0),∴|OC|=|AC|.又
,∴
,∵
,将
及C点坐标代入椭圆方程得
,∴椭圆E的方程为:
.(Ⅱ)对于椭圆上两点P,Q,
∵∠PCQ的平分线总垂直于x轴,
∴PC与CQ所在直线关于直线
对称,设直线PC的斜率为k,则直线CQ的斜率为-k,∴直线PC的方程为
,即
.①直线CQ的方程为
.②将①代入
,得
,③∵
在椭圆上,∴
是方程③的一个根.∴
,∴
,同理可得,
,∴
.∵
,∴
,又
,∴
,∴kAB=kPQ,∴向量
与向量
共线.分析:(Ⅰ)根据|BC|=2|AC|,且BC经过O可推断出|OC|=|AC|,进而根据
求得C点的坐标,将a及C点坐标代入椭圆方程求得b,则椭圆的方程可得.(Ⅱ)根据∠PCQ的平分线总垂直于x轴,可知PC与CQ所在直线关于直线
对称,设直线PC的斜率为k,则直线CQ的斜率为-k,进而可表示出直线PC的方程和直线CQ的方程分别于椭圆方程联立,根据C点坐标且在椭圆上,可利用韦达定理求得xQ和xp的表达式,进而求得B的坐标,则直线AB的斜率可求得,进而可知kAB=kPQ,推断出向量
与向量
共线.点评:本题主要考查了直线与圆锥曲线的综合问题.考查了学生综合分析问题和基本的运算能力.