题目内容

已知圆C经(x-1)2+(y-2)2=5经过椭圆E:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的右焦点F和上顶点B.
(1)求椭圆E的方程;
(2)过原点O的射线l在第一象限与椭圆E的交点为Q,与圆C的交点为P,M为OP的中点,求
OM
OQ
的最大值.
考点:直线与圆锥曲线的关系,椭圆的标准方程
专题:计算题,直线与圆,圆锥曲线的定义、性质与方程
分析:(1)在圆(x-1)2+(y-2)2=5中,令y=0,得F(2,0),令x=0,得B(0,4),由此能求出椭圆方程;
(2)设点Q(x0,y0),x0>0,y0>0,由于M为OP的中点,则CM⊥OQ,则
OM
OQ
=(
OC
+
CM
OQ
=
OC
OQ
=(1,2)•(x0,y0)=x0+2y0,设t=x0+2y0,与
x02
20
+
y02
16
=1联立,消去x0,再由判别式为0,即可得到最大值.
解答: 解:(1)在圆C:(x-1)2+(y-2)2=5中,
令y=0,得F(2,0),即c=2,
令x=0,得B(0,4),即b=4,
∴a2=b2+c2=20,
∴椭圆E的方程为:
x2
20
+
y2
16
=1.
(2)设点Q(x0,y0),x0>0,y0>0,
由于M为OP的中点,则CM⊥OQ,
OM
OQ
=(
OC
+
CM
OQ
=
OC
OQ

=(1,2)•(x0,y0
=x0+2y0
x02
20
+
y02
16
=1,
设t=x0+2y0,与
x02
20
+
y02
16
=1联立,得:21y02-16ty0+4t2-80=0,
令△=0,得256t2-84(4t2-80)=0,
解得t=±2
21

又点Q(x0,y0)在第一象限,
∴当y0=
16
21
21
时,
OM
OQ
取最大值2
21
点评:本题考查直线、圆、椭圆、平面向量等基础知识,考查直线与圆锥曲线的位置关系,考查运算求解能力、推理论证能力,考查数形结合、化归转化及函数与方程等数学思想.
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