题目内容

(2012•茂名二模)已知椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)的左、右焦点分别是F1(-c,0)、F2(c,0),离心率为
1
2
,椭圆上的动点P到直线l:x=
a2
c
的最小距离为2,延长F2P至Q使得|
F2Q
|=2a,线段F1Q上存在异于F1的点T满足
PT
•
TF1
=0
.
(1)求椭圆的方程;
(2)求点T的轨迹C的方程;
(3)求证:过直线l:x=
a2
c
上任意一点必可以作两条直线与T的轨迹C相切,并且过两切点的直线经过定点.
分析:(1)根据椭圆离心率为
1
2
,椭圆上的动点P到直线l:x=
a2
c
的最小距离为2,建立方程组,即可求得椭圆的方程;
(2)设点T的坐标,分类讨论:当P,T重合时,点T坐标为(2,0)和点(-2,0:当P,T不重合时,由
PT
•
TF1
=0
,得
PT
⊥
TF1
,由|
F2Q
|=2a及椭圆的定义,可得PT为线段F1Q的垂直平分线,T为线段F1Q的中点,由此可求点T的轨迹C的方程;
(3)设两条切线为ME,MF,则可得O,E,M,F四点都在以OM为直径的圆上,可求圆的方程,进而可得两圆的公共弦的方程,即可得到结论.
解答:(1)解:依题意,∵椭圆离心率为
1
2
,椭圆上的动点P到直线l:x=
a2
c
的最小距离为2,
∴
c
a
=
1
2
a2
c
-a=2
,…(2分)
∴
c=1
a=2
,∴b2=a2-c2=3 …(3分)
∴椭圆的方程为
x2
4
+
y2
3
=1
   …(4分)
(2)解:设点T的坐标为(x,y).
当P,T重合时,点T坐标为(2,0)和点(-2,0),…(5分)
当P,T不重合时,由
PT
•
TF1
=0
,得
PT
⊥
TF1
.…(6分)
由|
F2Q
|=2a及椭圆的定义,|
PQ
|=|
QF2
|-|
PF2
|=2a-|
PF2
|=|
PF1
|,…(7分)
所以PT为线段F1Q的垂直平分线,T为线段F1Q的中点
在△QF1F2中,
OT
=
1
2
|
F2Q
|=a=2,…(8分)
所以有x2+y2=4.
综上所述,点T的轨迹C的方程是x2+y2=4.…(9分)
(3)证明:直线l:x=
a2
c
与x2+y2=4相离,过直线上任意一点M(4,t)可作圆x2+y2=4③的两条切线ME,MF  …(10分)
所以OE⊥ME,OF⊥MF,所以O,E,M,F四点都在以OM为直径的圆上,…(11分)
其方程(x-2)2+(y-
t
2
)2=4+(
t
2
)2
④…(12分)
EF为两圆的公共弦,③-④得:EF的方程为4x+ty-4=0       …(13分)
显然无论t为何值,直线EF经过定点(1,0).…(14分)
点评:本题主要考查椭圆的标准方程,考查平面向量知识,考查圆的方程,考查运算求解能力及创新意识,属于中档题.
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