题目内容
2.(1)求过椭圆$\frac{{x}^{2}}{4}$+$\frac{{y}^{2}}{2}$=1内一点P(1,1)且被该点平分的弦所在的直线方程;(2)求椭圆$\frac{{x}^{2}}{4}$+$\frac{{y}^{2}}{7}$=1上的点到直线1:3x-2y-16=0的最短距离,并求取得最短距离时椭圆上的点的坐标.
分析 (1)设弦的两端点的坐标为(x1,y1),(x2,y2),运用中点坐标公式和点满足椭圆方程,两式相减,求得直线的斜率,由点斜式方程可得所求直线的方程;
(2)可设与直线1:3x-2y-16=0平行且与椭圆相切的直线方程为3x-2y+t=0,联立椭圆方程,消去y,由判别式为0,可得t的值,再由平行直线的距离,可得最短距离,解方程可得取得最短距离时椭圆上的点的坐标.
解答 解:(1)设弦的两端点的坐标为(x1,y1),(x2,y2),
由题意可得x1+x2=2,y1+y2=2,①
且$\frac{{{x}_{1}}^{2}}{4}$+$\frac{{{y}_{1}}^{2}}{2}$=1,$\frac{{{x}_{2}}^{2}}{4}$+$\frac{{{y}_{2}}^{2}}{2}$=1,
两式相减可得,$\frac{{(x}_{1}-{x}_{2})({x}_{1}+{x}_{2})}{4}$+$\frac{({y}_{1}-{y}_{2})({y}_{1}+{y}_{2})}{2}$=0,
代入①,可得所求直线的斜率k=$\frac{{y}_{1}-{y}_{2}}{{x}_{1}-{x}_{2}}$=-$\frac{1}{2}$•$\frac{{y}_{1}+{y}_{2}}{{x}_{1}+{x}_{2}}$=-$\frac{1}{2}$,
可得直线的方程为y-1=-$\frac{1}{2}$(x-1),
即为x+2y-3=0;
(2)可设与直线1:3x-2y-16=0平行且与椭圆相切的直线方程为3x-2y+t=0,
由$\left\{\begin{array}{l}{3x-2y+t=0}\\{7{x}^{2}+4{y}^{2}=28}\end{array}\right.$,消去y可得16x2+6tx+t2-28=0,
由△=36t2-64(t2-28)=0,解得t=±8.
由题意可得t=-8时,两直线的距离取得最小.
且为d=$\frac{|-16+8|}{\sqrt{9+4}}$=$\frac{8\sqrt{13}}{13}$,
由16x2-48x+36=0,解得x=$\frac{3}{2}$,y=-$\frac{7}{4}$.
可得最短距离时椭圆上的点的坐标为($\frac{3}{2}$,-$\frac{7}{4}$).
点评 本题考查椭圆的方程的运用,注意运用点差法和点满足椭圆方程,联立直线方程,运用直线和椭圆相切的条件:判别式为0,考查两平行直线的距离公式,以及化简整理的运算能力,属于中档题.