题目内容
【题目】已知椭圆的一个焦点为,离心率为. 点为圆上任意一点, 为坐标原点.
(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)记线段与椭圆交点为,求的取值范围;
(Ⅲ)设直线经过点且与椭圆相切, 与圆相交于另一点,点关于原点的对称点为,试判断直线与椭圆的位置关系,并证明你的结论.
【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)见解析
【解析】试题分析:(Ⅰ)由焦点及离心率求解方程组即可;
(Ⅱ)由,设,利用进行求解即可;
(Ⅲ)先讨论PA直线斜率不存在和为0时的特殊情况,得相切的结论,再计算一般情况,设点,直线的斜率为,则,直线: ,进而得直线与椭圆联立,通过计算判别式即可证得.
试题解析:
(Ⅰ)由题意,知, ,
所以, ,
所以椭圆的标准方程为.
(Ⅱ)由题意,得.
设,则.
所以,
因为,
所以当时, ;当时, .
所以.
(Ⅲ)结论:直线与椭圆相切.
证明:由题意,点在圆上,且线段为圆的直径,
所以.
当直线轴时,易得直线的方程为,
由题意,得直线的方程为,
显然直线与椭圆相切.
同理当直线轴时,直线也与椭圆相切.
当直线与轴既不平行也不垂直时,
设点,直线的斜率为,则,直线的斜率,
所以直线: ,直线: ,
由 消去,
得.
因为直线与椭圆相切,
所以,
整理,得. (1)
同理,由直线与椭圆的方程联立,
得. (2)
因为点为圆上任意一点,
所以,即.
代入(1)式,得,
代入(2)式,得
.
所以此时直线与椭圆相切.
综上,直线与椭圆相切.
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