题目内容

【题目】如图,椭圆的中心为原点O,长轴在x轴上,离心率 ,过左焦点F1作x轴的垂线交椭圆于A、A′两点,|AA′|=4.

(1)求该椭圆的标准方程;
(2)取垂直于x轴的直线与椭圆相交于不同的两点P、P′,过P、P′作圆心为Q的圆,使椭圆上的其余点均在圆Q外.若PQ⊥P'Q,求圆Q的标准方程.

【答案】
(1)解:由题意知点A(﹣c,2)在椭圆上,则 ,即

∵离心率 ,∴

联立①②得: ,所以b2=8.

把b2=8代入②得,a2=16.

∴椭圆的标准方程为


(2)解:设Q(t,0),圆Q的半径为r,则圆Q的方程为(x﹣t)2+y2=r2

不妨取P为第一象限的点,因为PQ⊥P'Q,则P( )(t>0).

联立 ,得x2﹣4tx+2t2+16﹣2r2=0.

由△=(﹣4t)2﹣4(2t2+16﹣2r2)=0,得t2+r2=8

又P( )在椭圆上,所以

整理得,

代入t2+r2=8,得

解得: .所以

此时

满足椭圆上的其余点均在圆Q外.

由对称性可知,当t<0时,t=﹣

故所求圆Q的标准方程为


【解析】(1)利用点A(﹣c,2)在椭圆上,结合椭圆的离心率,求出几何量,即可求得椭圆的标准方程;(2)设出圆Q的圆心坐标及半径,由PQ⊥P'Q得到P的坐标,写出圆的方程后和椭圆联立,化为关于x的二次方程后由判别式等于0得到关于t与r的方程,把P点坐标代入椭圆方程得到关于t与r的另一方程,联立可求出t与r的值,经验证满足椭圆上的其余点均在圆Q外,结合对称性即可求得圆Q的标准方程.

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