题目内容

【题目】已知椭圆C: =1(a>b>0)的离心率为 ,椭圆C 与y 轴交于A,B 两点,且|AB|=2.
(Ⅰ)求椭圆C 的方程;
(Ⅱ)设点P是椭圆C上的一个动点,且点P在y轴的右侧.直线PA,PB与直线x=4分别交于M,N两点.若以MN为直径的圆与x 轴交于两点E,F,求点P横坐标的取值范围及|EF|的最大值.

【答案】解:(Ⅰ)由题意可得,2b=2,即b=1,
,得
解得a2=4,
椭圆C的标准方程为
(Ⅱ)方法一、设P(x0 , y0)(0<x0≤2),A(0,1),B(0,﹣1),
所以 ,直线PA的方程为
同理:直线PB的方程为
直线PA与直线x=4的交点为
直线PB与直线x=4的交点为
线段MN的中点
所以圆的方程为
令y=0,则
因为 ,所以
所以
设交点坐标(x1 , 0),(x2 , 0),可得x1=4+ ,x2=4﹣
因为这个圆与x轴相交,该方程有两个不同的实数解,
所以 ,解得

所以当x0=2时,该圆被x轴截得的弦长为最大值为2.
方法二:设P(x0 , y0)(0<x0≤2),A(0,1),B(0,﹣1),
所以 ,直线PA的方程为
同理:直线PB的方程为
直线PA与直线x=4的交点为
直线PB与直线x=4的交点为
若以MN为直径的圆与x轴相交,



因为 ,所以
代入得到 ,解得
该圆的直径为
圆心到x轴的距离为
该圆在x轴上截得的弦长为
所以该圆被x轴截得的弦长为最大值为2.
方法三:设P(x0 , y0)(0<x0≤2),A(0,1),B(0,﹣1),
所以 ,直线PA的方程为
同理:直线PB的方程为
直线PA与直线x=4的交点为
直线PB与直线x=4的交点为
所以
圆心到x轴的距离为
若该圆与x轴相交,则

因为 ,所以
所以 ,解得
该圆在x轴上截得的弦长为
所以该圆被x轴截得的弦长为最大值为2
【解析】(Ⅰ)由题意可得,2b=2,再由椭圆的离心率公式和a,b,c的关系,解得a=2,进而得到椭圆方程;(Ⅱ)方法一、设P(x0 , y0)(0<x0≤2),A(0,1),B(0,﹣1),求出直线PA,PB的方程,与直线x=4的交点M,N,可得MN的中点,圆的方程,令y=0,求得与x轴的交点坐标,运用弦长公式,结合 .即可得到所求最大值;
方法二、设P(x0 , y0)(0<x0≤2),A(0,1),B(0,﹣1),求出直线PA,PB的方程,与直线x=4的交点M,N,以MN为直径的圆与x轴相交,可得yMyN<0,求得 ,再由弦长公式,可得最大值;
方法三、设P(x0 , y0)(0<x0≤2),A(0,1),B(0,﹣1),求出直线PA,PB的方程,与直线x=4的交点M,N,可得MN的长度,由直线和圆相交,可得 ,再由弦长公式,可得最大值.

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