题目内容
(本小题满分13分)
给定椭圆
,称圆心在坐标原点
,半径为
的圆是椭圆
的“伴随圆”. 若椭圆C的一个焦点为
,其短轴上的一个端点到
距离为
.
(Ⅰ)求椭圆
及其“伴随圆”的方程;
(Ⅱ)若过点
的直线
与椭圆C只有一个公共点,且
截椭圆C的“伴随圆”所得的弦长为
,求
的值;
(Ⅲ)过椭圆C“伴椭圆”上一动点Q作直线
,使得
与椭圆C都只有一个公共点,试判断直线
的斜率之积是否为定值,并说明理由.
给定椭圆
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181256594707.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181256610209.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181256688303.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181256704205.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181256719442.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181256735206.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181256750217.gif)
(Ⅰ)求椭圆
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181256704205.gif)
(Ⅱ)若过点
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181256875540.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181256953181.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181256953181.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181257016235.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181257078202.gif)
(Ⅲ)过椭圆C“伴椭圆”上一动点Q作直线
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181257265223.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181257265223.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181257265223.gif)
解:(Ⅰ)由题意得:
,半焦距
则
椭圆C方程为
“伴随圆”方程为
……………3分
(Ⅱ)则设过点
且与椭圆有一个交点的直线
为:
,
则
整理得![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181257827770.gif)
所以
,解
① ……………5分
又因为直线
截椭圆
的“伴随圆”所得的弦长为
,
则有
化简得
② …………
…7分
联立①②解得,
,
所以
,
,则
……………8分
(Ⅲ)当
都有斜率时,设点
其中
,
设经过点
与椭圆只有一个公共点的直线为
,
由
,
消去
得到
……………9分
即
,
,
经过化简得到:
, ……………11分
因为
,所以有
,
设
的斜率分别为
,因为
与椭圆都只有一个公共点,
所以
满足方程
,
因而
,即直线
的斜率之积是为定值
……………13分
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181257655253.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181257671251.gif)
则
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181257686224.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181257702439.gif)
“伴随圆”方程为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181257718400.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/2014082318125773372.gif)
(Ⅱ)则设过点
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181257749197.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181256953181.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181257780410.gif)
则
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181257796678.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181257827770.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181257842813.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181257967422.gif)
又因为直线
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181256953181.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258045196.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258076241.gif)
则有
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258248866.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258451473.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/2014082318125848272.gif)
联立①②解得,
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258498436.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258513239.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258529495.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258544308.gif)
(Ⅲ)当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258544222.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258560433.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258576407.gif)
设经过点
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258560433.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258607481.gif)
由
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258622806.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/2014082318125863885.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258638192.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258654688.gif)
即
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258669906.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231812587001069.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/2014082318125871685.gif)
经过化简得到:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258732664.gif)
因为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258576407.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258763706.gif)
设
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258544222.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258794250.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258544222.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258794250.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258763706.gif)
因而
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258997392.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181258544222.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181259184147.gif)
略
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