题目内容
已知椭圆.
(1)我们知道圆具有性质:若为圆O:的弦AB的中点,则直线AB的斜率与直线OE的斜率的乘积为定值。类比圆的这个性质,写出椭圆的类似性质,并加以证明;
(2)如图(1),点B为在第一象限中的任意一点,过B作的切线,分别与x轴和y轴的正半轴交于C,D两点,求三角形OCD面积的最小值;
(3)如图(2),过椭圆上任意一点作的两条切线PM和PN,切点分别为M,N.当点P在椭圆上运动时,是否存在定圆恒与直线MN相切?若存在,求出圆的方程;若不存在,请说明理由.
图(1) 图(2)
(1)我们知道圆具有性质:若为圆O:的弦AB的中点,则直线AB的斜率与直线OE的斜率的乘积为定值。类比圆的这个性质,写出椭圆的类似性质,并加以证明;
(2)如图(1),点B为在第一象限中的任意一点,过B作的切线,分别与x轴和y轴的正半轴交于C,D两点,求三角形OCD面积的最小值;
(3)如图(2),过椭圆上任意一点作的两条切线PM和PN,切点分别为M,N.当点P在椭圆上运动时,是否存在定圆恒与直线MN相切?若存在,求出圆的方程;若不存在,请说明理由.
图(1) 图(2)
(1)见解析 (2) (3)存在,
(1)若A,B为椭圆上相异的两点,为A,B中点,当直线AB的斜率与直线OP的斜率的乘积必为定值;(1分)
证1:设,则
(2)-(1)得:,(2分)
仅考虑斜率存在的情况
(4分)
证2:设AB:与椭圆联立得:
, (2分)
所以(4分)
(2)(ⅰ)当点A无限趋近于点B时,割线AB的斜率就等于椭圆上的B的切线的斜率,
即,
所以点B处的切线QB:(6分)
令,,令,所以(8分)
又点B在椭圆的第一象限上,所以
,当且仅当
所以当时,三角形OCD的面积的最小值为---10分(没写等号成立扣1分)
(ⅱ)设,由(ⅰ)知点处的切线为:
又过点,所以,又可理解为点在直线上同理点在直线上,所以直线MN的方程为: (12分)
所以原点O到直线MN的距离,所以直线MN始终与圆相切. (14分)
证1:设,则
(2)-(1)得:,(2分)
仅考虑斜率存在的情况
(4分)
证2:设AB:与椭圆联立得:
, (2分)
所以(4分)
(2)(ⅰ)当点A无限趋近于点B时,割线AB的斜率就等于椭圆上的B的切线的斜率,
即,
所以点B处的切线QB:(6分)
令,,令,所以(8分)
又点B在椭圆的第一象限上,所以
,当且仅当
所以当时,三角形OCD的面积的最小值为---10分(没写等号成立扣1分)
(ⅱ)设,由(ⅰ)知点处的切线为:
又过点,所以,又可理解为点在直线上同理点在直线上,所以直线MN的方程为: (12分)
所以原点O到直线MN的距离,所以直线MN始终与圆相切. (14分)
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