题目内容
【题目】已知椭圆
:
的左焦点
,点
在椭圆
上.
(Ⅰ)求椭圆
的标准方程;
(Ⅱ)经过圆
:
上一动点
作椭圆
的两条切线,切点分别记为
,
,直线
,
分别与圆
相交于异于点
的
,
两点.
(i)求证:
;
(ii)求
的面积的取值范围.
【答案】(Ⅰ)
;(Ⅱ)(i)证明见解析;(ii)
.
【解析】
(Ⅰ)根据题意可知,
,
,再结合
即可解出
,得到
椭圆
的标准方程;
(Ⅱ)(i)根据直线
,
的斜率都存在或者直线
,
其中一条直线斜率不存在分类讨论,当直线
,
的斜率都存在时,联立直线与椭圆方程,根据
可得直线
,
的斜率的关系,结合点
在圆
上可得
,即证出
,当直线
或
的斜率不存在时,可确定点
坐标,即可求出
,
两点坐标,易得
;
(ii)设出点
,
,分类讨论直线
的斜率存在时以及不存在时的情况,由直线
的方程与椭圆方程联立可得
,即可得到直线
的斜率存在或不存在时的方程为
,同理可得直线
的方程为
,即可得直线
的方程为
,再与椭圆方程联立求得弦长
,由点到直线的距离公式求出点
到直线
的距离,从而得到
的面积的表达式,再根据换元法以及函数值域的求法即可求解.
(Ⅰ)∵椭圆
的左焦点
,∴
.
将
代入
,得
.
又
,∴
,
.
∴椭圆
的标准方程为
.
(Ⅱ)(i)设点
.
①当直线
,
的斜率都存在时,设过点
与椭圆
相切的直线方程为
.
由
,消去
,
得
.
.
令
,整理得
.
设直线
,
的斜率分别为
,
.∴
.
又
,∴
.
∴
,即
为圆
的直径,∴
.
②当直线
或
的斜率不存在时,不妨设
,
则直线
的方程为
.
∴
,
,也满足
.
综上,有
.
(ii)设点
,
.
当直线
的斜率存在时,设直线
的方程为
.
由
,消去
,得
.
.
令
,整理得
.
则
.
∴直线
的方程为
.
化简可得
,即
.
经验证,当直线
的斜率不存在时,
直线
的方程为
或
,也满足
.
同理,可得直线
的方程为
.
∵
在直线
,
上,∴
,
.
∴直线
的方程为
.
由
,消去
,得
.
∴
,
.
∴![]()
![]()
.
又点
到直线
的距离
.
∴![]()
.
令
,
.则
.
又
,∴
的面积的取值范围为
.