题目内容

已知椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0),⊙O:x2+y2=b2,点A,F分别是椭圆C的左顶点和左焦点,点P是⊙O上的动点.
(1)若P(-1,
3
),PA是⊙O的切线,求椭圆C的方程;
(2)是否存在这样的椭圆C,使得
PA
PF
是常数?如果存在,求C的离心率,如果不存在,说明理由.
(1)∵P(-1,
3
)在⊙O:x2+y2=b2上,
∴b2=4.(2分)
又∵PA是⊙O的切线
∴PA⊥OP
OP
AP
=0
即(-1,
3
)•(-1+a,
3
)=0,解得a=4.
∴椭圆C的方程为
x2
16
+
y2
4
=1
(5分)
(2)∵c2=a2-b2,A(-a,0),F(-c,0),P(x1,y1
使得
PA
PF
是常数,则有(x1+a)2+y12=λ[(c+x12+y12](λ是常数)
∵x2+y2=b2
即b2+2ax1+a2=λ(b2+2cx1+c2),(8分)
比较两边,b2+a2=λ(b2+c2),a=λc,(10分)
故cb2+ca2=a(b2+c2),即ca2-c3+ca2=a3
即e3-2e+1=0,(12分)
(e-1)(e2+e-1)=0,符合条件的解有e=
5
-1
2

即这样的椭圆存在,离心率为
5
-1
2
.(16分)
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