题目内容

圆与椭圆有很多类似的性质,如圆的面积为πr2(r为圆的半径),椭圆的面积为πab(a,b分别为椭圆的长、短半轴的长).某同学研究了下面几个问题:
(1)圆x2+y2=r2上一点(x0,y0)处的切线方程为x0x+y0y=r2,类似地,请给出椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)上一点(x0,y0)处的切线方程(不必证明);
(2)如图1,TA,TB为圆x2+y2=r2的切线,A,B为切点,OT与AB交于点P,则OP•OT=r2.如图2,TA,TB为椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)上的切线,A,B为切点,OT与AB交于点P,请给出椭圆中的类似结论并证明.

(3)若过椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)上外一点M(s,t)作两条直线与椭圆切于A,B两点,且AB恰好过椭圆的左焦点,求证:点M在一条定直线上.
考点:直线与圆锥曲线的综合问题
专题:圆锥曲线中的最值与范围问题
分析:(1)椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
上一点(x0,y0)处的切线方程为
x0x
a2
+
y0y
b2
=1

(2)TA,TB为椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的切线,A,B为切点,OT与AB交于点P,则OP•OT=a2.设A(x0,y0),则直线AT的方程为
x0x
a2
+
y0y
b2
=1
.令y=0,得点T的坐标为(
a2
x0
,0)
,由此能证明OP•OT=a2
(3)设A(x1,y1),B(x2,y2),则点A处的切线方程为
x1x
a2
+
y1y
b2
=1
,点B处的切线方程为
x2x
a2
+
y2y
b2
=1
,由此求出直线AB的方程,由直线AB过椭圆的左焦点,能证明点M在椭圆的左准线上.
解答: (1)解:椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
上一点(x0,y0)处的切线方程为
x0x
a2
+
y0y
b2
=1
…(2分)
(2)解:如图2,TA,TB为椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的切线,A,B为切点,
OT与AB交于点P,则OP•OT=a2…(4分)
证明:设A(x0,y0),则直线AT的方程为
x0x
a2
+
y0y
b2
=1

令y=0,得x=
a2
x0
,∴点T的坐标为(
a2
x0
,0)
…(6分)
又点P的坐标为(x0,0),∴OP•OT=|
a2
x0
|•|x0|=a2
…(8分)
(3)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),
则点A处的切线方程为
x1x
a2
+
y1y
b2
=1
,点B处的切线方程为
x2x
a2
+
y2y
b2
=1
…(10分)
将点M(s,t)代入,得
x1s
a2
+
y1t
b2
=1
x2s
a2
+
y2t
b2
=1

∴直线AB的方程为
sx
a2
+
ty
b2
=1
…(14分)
又∵直线AB过椭圆的左焦点,∴-
sc
a2
=1
,则s=-
a2
c

∴点M在椭圆的左准线上.…(16分)
点评:本题考查切线方程的求法,考查类似结论的叙述并证明,考查点在椭圆左准线上的证明,解题时要认真审题,注意类比猜想能力的培养.
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