题目内容

给定椭圆C:,称圆心在原点O、半径为的圆是椭圆C的“伴椭圆” ,若椭圆C的一个焦点为,其短轴上的一个端点到距离为
(1)、求椭圆C的方程及其“伴椭圆”的方程;
(2)、若倾斜角为的直线与椭圆C只有一个公共点,且与椭圆C的“伴椭圆”相交于M、N两点,求弦MN的长。
(3)、若点P是椭圆C“伴椭圆”上一动点,过点P作直线,使得与椭圆C都只有一个公共点,求证:
解:(1)因为,所以……………………………………………2分
所以椭圆的方程为,伴随圆的方程为.………………4分
(2)设直线的方程,由 
…………………………6分
圆心到直线的距离为 ,所以………………………………8分
(3)①、当中有一条无斜率时,不妨设无斜率,
因为与椭圆只有一个公共点,则其方程为
方程为时,此时与伴随圆交于点
此时经过点(或且与椭圆只有一个公共点的直线是(或
(或,显然直线垂直;
同理可证方程为时,直线垂直.…………………………10分
②、当都有斜率时,设点其中
设经过点与椭圆只有一个公共点的直线为
,消去得到
,……………………12分

经过化简得到:
因为,所以有,…………………14分
的斜率分别为,因为与椭圆都只有一个公共点,
所以满足方程
因而,即垂直.……………………………………………………16分
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