給定橢圓C:x2a2+y2b2=1(a>b>0),稱圓心在原點O,半徑為a2+b2的圓是橢圓C的“準圓”.若橢圓C的一個焦點為F(2,0),其短軸上的一個端點到F的距離為3.
(Ⅰ)求橢圓C的方程和其“準圓”方程.
(Ⅱ)點P是橢圓C的“準圓”上的一個動點,過點P作直線l1,l2,使得l1,l2與橢圓C都只有一個交點,且l1,l2分別交其“準圓”于點M,N.
①當P為“準圓”與y軸正半軸的交點時,求l1,l2的方程;
②求證:|MN|為定值.
x
2
a
2
+
y
2
b
2
a
2
+
b
2
F
(
2
,
0
)
3
【考點】直線與橢圓的綜合.
【答案】(Ⅰ),x2+y2=4;
(Ⅱ)
①y=x+2,y=-x+2;
②證明:當l1,l2都有斜率時,設(shè)點P(x0,y0),其中+=4,
設(shè)經(jīng)過點P(x0,y0)與橢圓只有一個公共點的直線為y=t(x-x0)+y0,
則
,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,
經(jīng)過化簡得到:(3-)t2+2x0y0t+1-=0,
因為+=4,所以有(3-)t2+2x0y0t+(-3)=0,
設(shè)l1,l2的斜率分別為t1,t2,因為l1,l2與橢圓都只有一個公共點,
所以t1,t2滿足上述方程(3-)t2+2x0y0t+(-3)=0,
所以t1?t2=-1,即l1,l2垂直.
綜合①②知:因為l1,l2經(jīng)過點P(x0,y0),又分別交其準圓于點M,N,且l1,l2垂直,
所以線段MN為準圓x2+y2=4的直徑,所以|MN|=4.
x
2
3
+
y
2
=
1
(Ⅱ)
①y=x+2,y=-x+2;
②證明:當l1,l2都有斜率時,設(shè)點P(x0,y0),其中
x
2
0
y
2
0
設(shè)經(jīng)過點P(x0,y0)與橢圓只有一個公共點的直線為y=t(x-x0)+y0,
則
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,
經(jīng)過化簡得到:(3-
x
2
0
y
2
0
因為
x
2
0
y
2
0
x
2
0
x
2
0
設(shè)l1,l2的斜率分別為t1,t2,因為l1,l2與橢圓都只有一個公共點,
所以t1,t2滿足上述方程(3-
x
2
0
x
2
0
所以t1?t2=-1,即l1,l2垂直.
綜合①②知:因為l1,l2經(jīng)過點P(x0,y0),又分別交其準圓于點M,N,且l1,l2垂直,
所以線段MN為準圓x2+y2=4的直徑,所以|MN|=4.
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:1566引用:20難度:0.1
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