题目内容
【题目】过椭圆外一点作椭圆的切线,,切点分别为,,满足.
(1)求的轨迹方程
(2)求的面积(用的横坐标表示)
(3)当运动时,求面积的取值范围.
【答案】(1).(2).(3)
【解析】
(1)讨论切线,的斜率都存在时,设出切线方程,联立椭圆方程,结合相切的条件:判别式为0,由两直线垂直的条件:斜率之积为,可得的轨迹方程;再讨论切线的斜率不存在,可得所求;
(2)设,,求得,处的切线方程,可得切点弦的方程,联立椭圆方程,由韦达定理和弦长公式,可得,求得到直线的距离,再由三角形的面积公式,化简可得所求;
(3)运用换元法和导数,判断面积函数的单调性,结合的横坐标的范围,可得所求范围.
解:(1)当切线,的斜率都存在时,设切线方程为,
由,
,
,
∵.
∴,
∴.
当切线,的斜率有一条不存在时,,在上.
故的轨迹方程.
(2)设点,在椭圆上,则过点,的切线方程为,以下来证明此结论:
因为点,在椭圆上,得.
把,代入方程,得,
所以点,在直线上,
联列方程组,消去可得,
解得,即方程组只有唯一解.
所以,直线为椭圆在点处的切线方程;
设,,
可知,过的切线方程为,
过的切线方程为.
又两切线均过,
∴.
说明,均在直线上.
∵过两点的直线唯一,
∴切点弦所在的直线方程为:.
由,
可得,,
即有,
可得,
又到直线的距离为,
可得的面积为,
由.可得,
即有;
(3)设,则,
,可得在递增,
可得.
则运动时,求面积的取值范围为.
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