题目内容
给定椭圆C:
+
=1(a>b>0),称圆心在坐标原点O,半径为
的圆是椭圆C的“伴随圆”. 若椭圆C的一个焦点为F2(
,0),其短轴上的一个端点到F2距离为
.
(Ⅰ)求椭圆C及其“伴随圆”的方程;
(Ⅱ)若过点P(0,m)(m<0)的直线l与椭圆C只有一个公共点,且l截椭圆C的“伴随圆”所得的弦长为2
,求m的值.
x2 |
a2 |
y2 |
b2 |
a2+b2 |
2 |
3 |
(Ⅰ)求椭圆C及其“伴随圆”的方程;
(Ⅱ)若过点P(0,m)(m<0)的直线l与椭圆C只有一个公共点,且l截椭圆C的“伴随圆”所得的弦长为2
2 |
分析:(Ⅰ)直接由椭圆C的一个焦点为F2(
,0),其短轴上的一个端点到F2距离为
,即可求椭圆C的方程及其“伴随圆”方程;
(Ⅱ)设过点P且与椭圆有一个交点的直线l为:y=kx+m,代入椭圆方程,利用△=0,直线l截椭圆C的“伴随圆”所得的弦长为2
,建立方程,即可求得结论.
2 |
3 |
(Ⅱ)设过点P且与椭圆有一个交点的直线l为:y=kx+m,代入椭圆方程,利用△=0,直线l截椭圆C的“伴随圆”所得的弦长为2
2 |
解答:解:(Ⅰ)由题意得:a=
,半焦距c=
则b=1,所以椭圆C方程为
+y2=1,“伴随圆”方程为x2+y2=4;
(Ⅱ)则设过点P且与椭圆有一个交点的直线l为:y=kx+m(m<0),
则
,整理得(1+3k2)x2+6kmx+(3m2-3)=0
所以△=(6km)2-4(1+3k2)(3m2-3)=0,解3k2+1=m2①
又因为直线l截椭圆C的“伴随圆”所得的弦长为2
,
则有2
=2
化简得m2=2(k2+1)②
联立①②解得,k2=1,m2=4,
所以k=±1,m=±2
因为m<0,所以m=-2.
3 |
2 |
则b=1,所以椭圆C方程为
x2 |
3 |
(Ⅱ)则设过点P且与椭圆有一个交点的直线l为:y=kx+m(m<0),
则
|
所以△=(6km)2-4(1+3k2)(3m2-3)=0,解3k2+1=m2①
又因为直线l截椭圆C的“伴随圆”所得的弦长为2
2 |
则有2
22-(
|
2 |
联立①②解得,k2=1,m2=4,
所以k=±1,m=±2
因为m<0,所以m=-2.
点评:本题考查圆锥曲线的直线的位置关系和综合运用,考查用代数方法研究圆锥曲线的性质和数形结合的数学思想,考查解决问题的能力和运算能力.
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