题目内容
【题目】已知椭圆:
的左焦点
,点
在椭圆
上.
(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)经过圆:
上一动点
作椭圆
的两条切线,切点分别记为
,
,直线
,
分别与圆
相交于异于点
的
,
两点.
(i)求证:;
(ii)求的面积的取值范围.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)(i)证明见解析;(ii)
.
【解析】
(Ⅰ)根据题意可知,,
,再结合
即可解出
,得到
椭圆的标准方程;
(Ⅱ)(i)根据直线,
的斜率都存在或者直线
,
其中一条直线斜率不存在分类讨论,当直线
,
的斜率都存在时,联立直线与椭圆方程,根据
可得直线
,
的斜率的关系,结合点
在圆
上可得
,即证出
,当直线
或
的斜率不存在时,可确定点
坐标,即可求出
,
两点坐标,易得
;
(ii)设出点,
,分类讨论直线
的斜率存在时以及不存在时的情况,由直线
的方程与椭圆方程联立可得
,即可得到直线
的斜率存在或不存在时的方程为
,同理可得直线
的方程为
,即可得直线
的方程为
,再与椭圆方程联立求得弦长
,由点到直线的距离公式求出点
到直线
的距离,从而得到
的面积的表达式,再根据换元法以及函数值域的求法即可求解.
(Ⅰ)∵椭圆的左焦点
,∴
.
将代入
,得
.
又,∴
,
.
∴椭圆的标准方程为
.
(Ⅱ)(i)设点.
①当直线,
的斜率都存在时,设过点
与椭圆
相切的直线方程为
.
由,消去
,
得.
.
令,整理得
.
设直线,
的斜率分别为
,
.∴
.
又,∴
.
∴,即
为圆
的直径,∴
.
②当直线或
的斜率不存在时,不妨设
,
则直线的方程为
.
∴,
,也满足
.
综上,有.
(ii)设点,
.
当直线的斜率存在时,设直线
的方程为
.
由,消去
,得
.
.
令,整理得
.
则.
∴直线的方程为
.
化简可得,即
.
经验证,当直线的斜率不存在时,
直线的方程为
或
,也满足
.
同理,可得直线的方程为
.
∵在直线
,
上,∴
,
.
∴直线的方程为
.
由,消去
,得
.
∴,
.
∴
.
又点到直线
的距离
.
∴.
令,
.则
.
又,∴
的面积的取值范围为
.
