题目内容

已知焦点在x轴上,中心在坐标原点的椭圆C的离心率为
4
5
,且过点(
10
2
3
,1).
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)直线l分别切椭圆C与圆M:x2+y2=R2(其中3<R<5)于A、B两点,求|AB|的最大值.
分析:(Ⅰ)设出椭圆的方程,根据离心率及椭圆过点(
10
2
3
,1)求出待定系数,即得椭圆的方程.
(Ⅱ)用斜截式设出直线的方程,代入椭圆的方程,化为关于x的一元二次方程,利用根与系数的关系,化简|AB|的解析式并利用基本不等式求出其最大值.
解答:解:(Ⅰ)设椭圆的方程为
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
,则
c
a
=
4
5
c=
4
5
a,
b2 = a2-c2
9
25
a2

∵椭圆过点(
102
3
,1)
,∴
200
9
a2
 + 
1
9
25
a2
=1
,解得 a2=25,b2=9,
故椭圆C的方程为
x2
25
 +
y2
9
=1
(4分)

(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2)分别为直线l与椭圆和圆的切点,
直线AB的方程为y=kx+m,因为A既在椭圆上,又在直线AB上,
从而有
x2
25
+
y2
9
=1
y=kx+m
,消去y得:(25k2+9)x2+50kmx+25(m2-9)=0,
由于直线与椭圆相切,
故△=(50kmx)2-4(25k2+9)×25(m2-9)=0,从而可得:m2=9+25k2,①,x1=-
25k
m
,②
x2y2=R2
y=kx+m
.消去y得:(k2+1)x2+2kmx+m2-R2=0,
由于直线与圆相切,得m2=R2(1+k2),③,x2=-
kR2
m
,④
由②④得:x2-x1=
k(25-R2)
m
,由①③得:k2=
R2-9
25-R2
,(9分)
∴|AB|2=(x2-x12+(y2-y12=(1+k2)(x2-x12
=
m2
R2
k2 (25-R2 )
m2
=
R2-9 
R2
(25-R2)2
25-R2
= 25+ 9-R2-
225
R2

≤34-
2R2×
225
R2
=34-30=4

即|AB|≤2,当且仅当R=
15
时取等号,所以|AB|的最大值为2(12分)
点评:本题考查用待定系数法求椭圆的标准方程,一元二次方程根与系数的关系,基本不等式的应用.
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