题目内容
【题目】设椭圆:,为左、右焦点,为短轴端点,且,离心率为,为坐标原点.
(1)求椭圆的方程,
(2)是否存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与椭圆C恒有两个交点,,且满足?若存在,求出该圆的方程,若不存在,说明理由.
【答案】(1);(2)见解析
【解析】
(1)由题意可得方程2cb=4,e,且a2=b2+c2;从而联立解出椭圆C的方程为1;
(2)假设存在圆心在原点的圆x2+y2=r2,使得该圆的任意一条切线与椭圆C恒有两个交点M、N,则可得0;再设M(x1,y1),N(x2,y2),当切线斜率存在时,设该圆的切线的方程为y=kx+m,与椭圆联立,利用韦达定理及条件可得3m2﹣8k2﹣8=0,代入△从而可解得m的范围,进而解出所求圆的方程,再验证当切线的斜率不存在时也成立即可.
(1))∵椭圆C:1(a>b>0),
由题意可得,
2cb=4,e,且a2=b2+c2;
联立解得,;
故椭圆C的方程为1;
(2)假设存在圆心在原点的圆x2+y2=r2,
使得该圆的任意一条切线与椭圆C恒有两个交点M、N,
∵||=||,
∴0;
设M(x1,y1),N(x2,y2),
当切线斜率存在时,设该圆的切线的方程为y=kx+m,
解方程组得,
(1+2k2)x2+4kmx+2m2﹣8=0,
则△=(4km)2﹣4(1+2k2)(2m2﹣8)=8(8k2﹣m2+4)>0;
即8k2﹣m2+4>0;
∴x1+x2,x1x2;
y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2;
要使0,
故x1x2+y1y2=0;
即0;
所以3m2﹣8k2﹣8=0,
所以3m2﹣8≥0且8k2﹣m2+4>0;
解得m或m;
因为直线y=kx+m为圆心在原点的圆的一条切线,
所以圆的半径为r,r2;
故r;
即所求圆的方程为x2+y2;
此时圆的切线y=kx+m都满足m或m;
而当切线的斜率不存在时切线为x=±与椭圆1的两个交点为(,±),(,±);
满足0,
综上所述,存在圆心在原点的圆x2+y2满足条件.
【题目】“微信运动”是手机推出的多款健康运动软件中的一款,某学校140名老师均在微信好友群中参与了“微信运动”,对运动10000步或以上的老师授予“运动达人”称号,低于10000步称为“参与者”,为了解老师们运动情况,选取了老师们在4月28日的运动数据进行分析,统计结果如下:
运动达人 | 参与者 | 合计 | |
男教师 | 60 | 20 | 80 |
女教师 | 40 | 20 | 60 |
合计 | 100 | 40 | 140 |
(Ⅰ)根据上表说明,能否在犯错误概率不超过0.05的前提下认为获得“运动达人”称号与性别有关?
(Ⅱ)从具有“运动达人”称号的教师中,采用按性别分层抽样的方法选取10人参加全国第四届“万步有约”全国健走激励大赛某赛区的活动,若从选取的10人中随机抽取3人作为代表参加开幕式,设抽取的3人中女教师人数为,写出的分布列并求出数学期望.
参考公式:,其中.
参考数据:
0.050 | 0.010 | 0.001 | |
3.841 | 6.635 | 10.828 |