给定椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0),称圆心在原点O,半径为a2+b2的圆是椭圆C的“准圆”.若椭圆C的一个焦点为F(2,0),其短轴上的一个端点到F的距离为3.
(Ⅰ)求椭圆C的方程和其“准圆”方程.
(Ⅱ)点P是椭圆C的“准圆”上的一个动点,过点P作直线l1,l2,使得l1,l2与椭圆C都只有一个交点,且l1,l2分别交其“准圆”于点M,N.
①当P为“准圆”与y轴正半轴的交点时,求l1,l2的方程;
②求证:|MN|为定值.
x
2
a
2
+
y
2
b
2
a
2
+
b
2
F
(
2
,
0
)
3
【考点】直线与椭圆的综合.
【答案】(Ⅰ),x2+y2=4;
(Ⅱ)
①y=x+2,y=-x+2;
②证明:当l1,l2都有斜率时,设点P(x0,y0),其中+=4,
设经过点P(x0,y0)与椭圆只有一个公共点的直线为y=t(x-x0)+y0,
则
,消去y得到x2+3(tx+(y0-tx0))2-3=0,
即(1+3t2)x2+6t(y0-tx0)x+3(y0-tx0)2-3=0,Δ=[6t(y0-tx0)]2-4•(1+3t2)[3(y0-tx0)2-3]=0,
经过化简得到:(3-)t2+2x0y0t+1-=0,
因为+=4,所以有(3-)t2+2x0y0t+(-3)=0,
设l1,l2的斜率分别为t1,t2,因为l1,l2与椭圆都只有一个公共点,
所以t1,t2满足上述方程(3-)t2+2x0y0t+(-3)=0,
所以t1•t2=-1,即l1,l2垂直.
综合①②知:因为l1,l2经过点P(x0,y0),又分别交其准圆于点M,N,且l1,l2垂直,
所以线段MN为准圆x2+y2=4的直径,所以|MN|=4.
x
2
3
+
y
2
=
1
(Ⅱ)
①y=x+2,y=-x+2;
②证明:当l1,l2都有斜率时,设点P(x0,y0),其中
x
2
0
y
2
0
设经过点P(x0,y0)与椭圆只有一个公共点的直线为y=t(x-x0)+y0,
则
y = tx + ( y 0 - t x 0 ) |
x 2 3 + y 2 = 1 |
即(1+3t2)x2+6t(y0-tx0)x+3(y0-tx0)2-3=0,Δ=[6t(y0-tx0)]2-4•(1+3t2)[3(y0-tx0)2-3]=0,
经过化简得到:(3-
x
2
0
y
2
0
因为
x
2
0
y
2
0
x
2
0
x
2
0
设l1,l2的斜率分别为t1,t2,因为l1,l2与椭圆都只有一个公共点,
所以t1,t2满足上述方程(3-
x
2
0
x
2
0
所以t1•t2=-1,即l1,l2垂直.
综合①②知:因为l1,l2经过点P(x0,y0),又分别交其准圆于点M,N,且l1,l2垂直,
所以线段MN为准圆x2+y2=4的直径,所以|MN|=4.
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:1565引用:20难度:0.1
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