题目内容
如图,在平面直角坐标系
中,已知椭圆
:
,设
是椭圆
上的任一点,从原点
向圆
:
作两条切线,分别交椭圆于点
,
.
![]()
(1)若直线
,
互相垂直,求圆
的方程;
(2)若直线
,
的斜率存在,并记为
,
,求证:
;
(3)试问
是否为定值?若是,求出该值;若不是,说明理由.
(1)
(2)详见解析(3)![]()
【解析】
试题分析:(1)求圆的标准方程,一般用待定系数法,由于已知半径,只需列出关于圆心坐标的两个独立条件即可.因为直线
,
互相垂直,且和圆
相切,所以
,
,又点
在椭圆
上,所以
,解得
(2)利用直线与圆相切得出关于直线斜率的条件,再根据韦达定理给予证明:因为直线
:
与圆
相切,所以
,化简得
,同理由
:
与圆
相切得
,所以
是方程
的两个不相等的实数根,因此
,因为点
在椭圆C上,所以
,从而
(3)分别用直线斜率表示出
,
坐标,利用(2)的结论进行化简.注意讨论斜率不存在的情形.
试题解析:(1)由圆
的方程知,圆
的半径的半径
,
因为直线
,
互相垂直,且和圆
相切,
所以
,即
,① 1分
又点
在椭圆
上,所以
,② 2分
联立①②,解得
3分
所以所求圆
的方程为
. 4分
(2)因为直线
:
,
:
,与圆
相切,
所以
,化简得
6分
同理
, 7分
所以
是方程
的两个不相等的实数根,
8分
因为点
在椭圆C上,所以
,即
,
所以
,即
. 10分
(3)
是定值,定值为36, 11分
理由如下:
法一:(i)当直线
不落在坐标轴上时,设
,
联立
解得
12分
所以
,同理,得
, 13分
由
,
所以![]()
![]()
![]()
![]()
15分
(ii)当直线
落在坐标轴上时,显然有
,
综上:
. 16分
法二:(i)当直线
不落在坐标轴上时,设
,
因为
,所以
,即
, 12分
因为
在椭圆C上,所以
,
即
, 13分
所以
,整理得
,
所以
,
所以
. 15分
(ii)当直线
落在坐标轴上时,显然有
,
综上:
. 16分
考点:直线与圆位置关系,直线与椭圆位置关系