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.