题目内容
【题目】已知椭圆(
),点
为椭圆短轴的上端点,
为椭圆上异于
点的任一点,若
点到
点距离的最大值仅在
点为短轴的另一端点时取到,则称此椭圆为“圆椭圆”,已知
.
(1)若,判断椭圆
是否为“圆椭圆”;
(2)若椭圆是“圆椭圆”,求
的取值范围;
(3)若椭圆是“圆椭圆”,且
取最大值,
为
关于原点
的对称点,
也异于
点,直线
、
分别与
轴交于
、
两点,试问以线段
为直径的圆是否过定点?证明你的结论.
【答案】(1)是;(2);(3)是,证明见解析.
【解析】
(1)直接判断即可,
(2)由(1)的方法判断,可得y=﹣2时,函数值达到最大,分别讨论二次项系数的正负,是否满足条件得出a的取值范围;
(3)设参数方程满足以MN为直径的圆过原点,使数量积为零得出定点(0,2
).
(1)由题意得椭圆方程:1,所以A(0,2),
设P(x,y)则|PA|2=x2++(y﹣2)2=5(1)+(y﹣2)2
y2﹣4y+9,y∈[﹣2,2],
二次函数开口向下,对称轴y=﹣8,y∈[﹣2,2]上函数单调递减,
所以y=﹣2时,函数值最大,此时P为椭圆的短轴的另一个端点,
∴椭圆是“圆椭圆”;
(2)由(1)的方法:椭圆方程:1,A(0,2)设P(x,y),则|PA|2=x2+(y﹣2)2=a2(1
)+(y﹣2)2=(
1)y2﹣4y+4+a2,y∈[﹣2,2],由题意得,
当且仅当y=﹣2时,函数值达到最大,
讨论:①当开口向上时,满足:﹣2<a<2(与
矛盾,舍);
②当开口向下时,满足2<a≤2
,
综上a的范围:(2,2].
(3)a=2,椭圆方程:
1,由题意:设P(2
cosθ,sinθ),θ∈[0,2π],且
,则Q(﹣2
cosθ,﹣sinθ),则直线AP:y
x+2M(
,0)
则直线AQ:y2N(
,0),
MN为直径的圆过定点C,由对称性知C在y轴上,∴设C(0,n)则,且0,
∴,
(
n),∴
,
所以得定点(0,2
).
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