题目内容
若椭圆E1:
+
=1和椭圆E2:
+
=1满足
=
=m(m>0),则称这两个椭圆相似,m是相似比.
(Ⅰ)求过(2,
)且与椭圆
+
=1相似的椭圆的方程;
(Ⅱ)设过原点的一条射线l分别与(Ⅰ)中的两椭圆交于A、B两点(点A在线段OB上).
①若P是线段AB上的一点,若|OA|,|OP|,|OB|成等比数列,求P点的轨迹方程;
②求|OA|•|OB|的最大值和最小值.
| x2 | ||
|
| y2 | ||
|
| x2 | ||
|
| y2 | ||
|
| a2 |
| a1 |
| b2 |
| b1 |
(Ⅰ)求过(2,
| 6 |
| x2 |
| 4 |
| y2 |
| 2 |
(Ⅱ)设过原点的一条射线l分别与(Ⅰ)中的两椭圆交于A、B两点(点A在线段OB上).
①若P是线段AB上的一点,若|OA|,|OP|,|OB|成等比数列,求P点的轨迹方程;
②求|OA|•|OB|的最大值和最小值.
分析:(Ⅰ)设出与椭圆
+
=1相似的椭圆的方程为:
+
=1,结合题目条件可求得a2=16,b2=8;
(Ⅱ)①对过原点的一条射线l的斜率分存在与不存在进行讨论,不存在时可求得点P的坐标,存在时设出直线l的方程为:y=kx,P(x,y),由A(x1,y1),B(x2,y2)则
,从而可得
,于是有:
|OA|=
,同理|OB|=
,又点P在l上,则k=
,代入即可求得P点的轨迹方程;
②由①可知,当l的斜率不存在时,|OA|•|OB|=4,当l的斜率存在时,可求得|OA|•|OB|=4+
,从而可求得|OA|•|OB|的最大值和最小值.
| x2 |
| 4 |
| y2 |
| 2 |
| x2 | ||
|
| y2 | ||
|
(Ⅱ)①对过原点的一条射线l的斜率分存在与不存在进行讨论,不存在时可求得点P的坐标,存在时设出直线l的方程为:y=kx,P(x,y),由A(x1,y1),B(x2,y2)则
|
|
|OA|=
2
| ||
|
4
| ||
|
| y |
| x |
②由①可知,当l的斜率不存在时,|OA|•|OB|=4,当l的斜率存在时,可求得|OA|•|OB|=4+
| 4 |
| 1+2k2 |
解答:解:(Ⅰ)设与
+
=1相似的椭圆的方程
+
=1.
则有
…(3分)
解得a2=16,b2=8.
所求方程是
+
=1.…(4分)
(Ⅱ) ①当射线l的斜率不存在时A(0,±
),B(0,±2
),
设点P坐标P(0,y0),则y02=4,y0=±2.即P(0,±2).…(5分)
当射线l的斜率存在时,设其方程y=kx,P(x,y)
由A(x1,y1),B(x2,y2)则
得
∴|OA|=
同理|OB|=
…(7分)
又点P在l上,则k=
,且由x2+y2=
=
=
,
即所求方程是
+
=1.
又∵(0,±2)适合方程,
故所求椭圆的方程是
+
=1.…(9分)
②由①可知,当l的斜率不存在时,|OA|•|OB|=
•2
=4,当l的斜率存在时,|OA|•|OB|=
=4+
,
∴4<|OA|•|OB|≤8,…(11分)
综上,|OA|•|OB|的最大值是8,最小值是4.…(12分)
| x2 |
| 4 |
| y2 |
| 2 |
| x2 | ||
|
| y2 | ||
|
则有
|
解得a2=16,b2=8.
所求方程是
| x2 |
| 16 |
| y2 |
| 8 |
(Ⅱ) ①当射线l的斜率不存在时A(0,±
| 2 |
| 2 |
设点P坐标P(0,y0),则y02=4,y0=±2.即P(0,±2).…(5分)
当射线l的斜率存在时,设其方程y=kx,P(x,y)
由A(x1,y1),B(x2,y2)则
|
得
|
∴|OA|=
2
| ||
|
4
| ||
|
又点P在l上,则k=
| y |
| x |
| 8(1+k2) |
| 1+2k2 |
8(1+
| ||
1+2
|
| 8(x2+y2) |
| x2+2y2 |
即所求方程是
| x2 |
| 8 |
| y2 |
| 4 |
又∵(0,±2)适合方程,
故所求椭圆的方程是
| x2 |
| 8 |
| y2 |
| 4 |
②由①可知,当l的斜率不存在时,|OA|•|OB|=
| 2 |
| 2 |
| 8(1+b2) |
| 1+2k2 |
| 4 |
| 1+2k2 |
∴4<|OA|•|OB|≤8,…(11分)
综上,|OA|•|OB|的最大值是8,最小值是4.…(12分)
点评:本题考查直线与圆锥曲线的综合问题,着重考查椭圆的标准方程,消参法求点的轨迹,难点在于直线与椭圆的综合分析与应用,思维深刻,运算复杂,难度大,属于难题.
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