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a2b2+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+y2r2,使得该圆的任意一条切线与椭圆C恒有两个交点MN,则可得0;再设Mx1y1),Nx2y2),当切线斜率存在时,设该圆的切线的方程为ykx+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C1(ab>0),

由题意可得,

2cb=4,e,且a2b2+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+y2r2

使得该圆的任意一条切线与椭圆C恒有两个交点MN

∵||=||,

0;

Mx1y1),Nx2y2),

当切线斜率存在时,设该圆的切线的方程为ykx+m

解方程组得,

(1+2k2x2+4kmx+2m2﹣8=0,

则△=(4km2﹣4(1+2k2)(2m2﹣8)=8(8k2m2+4)>0;

即8k2m2+4>0;

x1+x2x1x2

y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+kmx1+x2)+m2

要使0,

x1x2+y1y2=0;

0;

所以3m2﹣8k2﹣8=0,

所以3m2﹣8≥0且8k2m2+4>0;

解得mm

因为直线ykx+m为圆心在原点的圆的一条切线,

所以圆的半径为rr2

r

即所求圆的方程为x2+y2

此时圆的切线ykx+m都满足mm

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.

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