题目内容

【题目】如图,设椭圆 (a>b>0)的左、右焦点分别为F1 , F2 , 点D在椭圆上.DF1⊥F1F2 =2 ,△DF1F2的面积为

(1)求椭圆的标准方程;
(2)设圆心在y轴上的圆与椭圆在x轴的上方有两个交点,且圆在这两个交点处的两条切线相互垂直并分别过不同的焦点,求圆的半径.

【答案】
(1)解:设F1(﹣c,0),F2(c,0),其中c2=a2﹣b2

=2 ,得|DF1|= = c,

从而 = |DF1||F1F2|= c2= ,故c=1.

从而|DF1|= ,由DF1⊥F1F2,得 = + =

因此|DF2|=

所以2a=|DF1|+|DF2|=2 ,故a= ,b2=a2﹣c2=1,

因此,所求椭圆的标准方程为 +y2=1;


(2)解:设圆心在y轴上的圆C与椭圆 +y2=1相交,P1(x1,y1),P2(x2,y2)是两个交点,

y1>0,y2>0,F1P1,F2P2是圆C的切线,且F1P1⊥F2P2,由圆和椭圆的对称性,易知x2=﹣x1,y1=y2,|P1P2|=2|x1|,

由(1)知F1(﹣1,0),F2(1,0),所以 =(x1+1,y1), =(﹣x1﹣1,y1),再由F1P1⊥F2P2,得﹣ + =0,

由椭圆方程得1﹣ = ,即3 +4x1=0,解得x1=﹣ 或x1=0.

当x1=0时,P1,P2重合,此时题设要求的圆不存在;

当x1=﹣ 时,过P1,P2,分别与F1P1,F2P2垂直的直线的交点即为圆心C.

由F1P1,F2P2是圆C的切线,且F1P1⊥F2P2,知CP1⊥CP2,又|CP1|=|CP2|,

故圆C的半径|CP1|= |P1P2|= |x1|=


【解析】(1)设F1(﹣c,0),F2(c,0),依题意,可求得c=1,易求得|DF1|= = ,|DF2|= ,从而可得2a=2 ,于是可求得椭圆的标准方程;(2)设圆心在y轴上的圆C与椭圆 +y2=1相交,P1(x1 , y1),P2(x2 , y2)是两个交点,依题意,利用圆和椭圆的对称性,易知x2=﹣x1 , y1=y2 , |P1P2|=2|x1|,
由F1P1⊥F2P2 , 得x1=﹣ 或x1=0,分类讨论即可求得圆的半径.

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