题目内容
(本小题满分14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C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/20140823/20140823181122292707.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122308209.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122339303.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122370205.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122448442.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122479206.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122495217.gif)
(Ⅰ)求椭圆C及其“伴随圆”的方程;
(Ⅱ)若过点
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122511540.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122526181.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122526181.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122589235.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122651202.gif)
(Ⅲ)过椭圆C“伴椭圆”上一动点Q作直线
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122667223.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122667223.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122667223.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/2014082318112271372.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/20140823/20140823181123057770.gif)
所以
,解![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123088422.gif)
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
……………10分
即
,
,
经过化简得到:
, ……………12分
因为
,所以有
,
设
的斜率分别为![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123790250.gif)
,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
……………14分
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122729253.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122854251.gif)
则
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122869224.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122885439.gif)
“伴随圆”方程为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122901400.gif)
(Ⅱ)则设过点
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122916197.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122526181.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122947410.gif)
则
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122963678.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123057770.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123072813.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123088422.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/2014082318112310372.gif)
又因为直线
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181122526181.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123150196.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123166241.gif)
则有
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123181866.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123197473.gif)
联立①②解得,
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123213436.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123244239.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123369495.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123384308.gif)
(Ⅲ)当
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123400222.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123415433.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123431407.gif)
设经过点
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123415433.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123509481.gif)
由
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123525806.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123540192.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123556688.gif)
即
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123587906.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/201408231811236031069.gif)
经过化简得到:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123618664.gif)
因为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123431407.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123759706.gif)
设
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123400222.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123790250.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/2014082318112380572.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123400222.gif)
所以
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123790250.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123759706.gif)
因而
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123868392.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123400222.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823181123899147.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/2014082318112391571.gif)
略
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