题目内容
【题目】已知椭圆C: =1(a>b>0),圆Q:(x﹣2)2+(y﹣ )2=2的圆心Q在椭圆C上,点P(0, )到椭圆C的右焦点的距离为 .
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点P作互相垂直的两条直线l1 , l2 , 且l1交椭圆C于A,B两点,直线l2交圆Q于C,D两点,且M为CD的中点,求△MAB的面积的取值范围.
【答案】
(1)解:圆Q:(x﹣2)2+(y﹣ )2=2的圆心为(2, ),
代入椭圆方程可得 =1,
由点P(0, )到椭圆C的右焦点的距离为 ,即有 = ,
解得c=2,即a2﹣b2=4,
解得a=2 ,b=2,
即有椭圆的方程为 =1
(2)解:当直线l1:y= ,代入圆的方程可得x=2± ,
可得M的坐标为(2± , ),又|AB|=4,
可得△MAB的面积为 ×2×4=4;
设直线y=kx+ ,代入圆Q的方程可得,(1+k2)x2﹣4x+2=0,
可得中点M( , ),
|MP|= = ,
设直线AB的方程为y=﹣ x+ ,代入椭圆方程,可得:
(2+k2)x2﹣4 kx﹣4k2=0,
设(x1,y1),B(x2,y2),可得x1+x2= ,x1x2= ,
则|AB|=
= ,
可得△MAB的面积为S=
=4 ,
设t=4+k2(5>t>4),可得 = = < =1,
可得S<4,且S>0,
综上可得,△MAB的面积的取值范围是(0,4]
【解析】(1)求得圆Q的圆心,代入椭圆方程,运用两点的距离公式,解方程可得a,b的值,进而得到椭圆方程;(2)讨论两直线的斜率不存在和为0,求得三角形MAB的面积为4;设直线y=kx+ ,代入圆Q的方程,运用韦达定理和中点坐标公式可得M的坐标,求得MP的长,再由直线AB的方程为y=﹣ x+ ,代入椭圆方程,运用韦达定理和弦长公式,由三角形的面积公式,化简整理,由换元法,结合函数的单调性,可得面积的范围.