已知椭圆C:的离心率为,且过点A(2,1).
(1)求C的方程:
(2)点M,N在C上,且AM⊥AN,AD⊥MN,D为垂足.证明:存在定点Q,使得|DQ|为定值.
(1);(2)详见解析.
【解析】
【分析】
(1)设出椭圆方程,由题意得到关于a,b,c的方程组,求解方程组即可确定椭圆方程.
(2)设出点M,N的坐标,联立直线方程与椭圆方程可证得直线MN恒过定点,然后结合直角三角形的性质即可确定满足题意的点Q的位置.
【详解】(1)设椭圆方程为:,由题意可得:,
解得:,故椭圆方程为:.
(2)设点.因为AM⊥AN,所以.
整理可得: ①
设MN的方程为y=kx+m,
联立直线与椭圆方程可得:,
韦达定理可得:
,
,,
代入①式有:,
化简可得:,
即,
据此可得:或,
所以直线MN的方程为或,
即或,
所以直线过定点或.
又因为和A点重合,所以舍去,则直线过定点.
由于AE为定值,且△AED为直角三角形,AE为斜边,
所以AE中点Q满足为定值(AE长度的一半).
由于,故由中点坐标公式可得.
【点睛】解决直线与椭圆的综合问题时,要注意:
(1)注意观察应用题设中每一个条件,明确确定直线、椭圆的条件;
(2)强化有关直线与椭圆联立得出一元二次方程后的运算能力,重视根与系数之间的关系、弦长、斜率、三角形的面积等问题.