题目内容

11.在平面直角坐标系xoy中,已知点P(0,1),Q(0,2),椭圆C:$\frac{{x}^{2}}{{a}^{2}}$+$\frac{{y}^{2}}{{b}^{2}}$=1(a>b>0)的离心率为$\frac{\sqrt{3}}{2}$,以坐标原点为圆心,椭圆C的短半轴长为半径的圆与直线x-y+2=0相切.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设M,N是椭圆C上关于y轴对称的不同两点,直线PM与QN相交于点T.求证:点T在椭圆C上.

分析 (Ⅰ)利用椭圆C的短半轴长为圆心到切线的距离可知b=$\sqrt{2}$,利用e2=$\frac{{a}^{2}-{b}^{2}}{{a}^{2}}$=$\frac{3}{4}$可知a=2$\sqrt{2}$,进而可得结论;
(Ⅱ)通过设点M(x0,y0)、N(-x0,y0)、T(x,y),联立直线PM、QN的方程得x0=$\frac{x}{2y-3}$、y0=$\frac{3y-4}{2y-3}$,通过将点M、N坐标代入椭圆C方程、化简即得结论.

解答 (Ⅰ)解:∵椭圆C的短半轴长为圆心到切线的距离,
∴b=$\frac{|0-0+2|}{\sqrt{2}}$=$\sqrt{2}$,
又∵e2=$\frac{{c}^{2}}{{a}^{2}}$=$\frac{{a}^{2}-{b}^{2}}{{a}^{2}}$=$\frac{3}{4}$,
∴a=2$\sqrt{2}$,
∴椭圆C的方程为:$\frac{{x}^{2}}{8}+\frac{{y}^{2}}{2}=1$;
(Ⅱ)证明:依题意可设点M(x0,y0)、N(-x0,y0)、T(x,y),
则直线PM的方程为:y=$\frac{{y}_{0}-1}{{x}_{0}}$x+1,
直线QN的方程为:y=-$\frac{{y}_{0}-1}{{x}_{0}}$x+2,
联立直线PM、QN的方程,得:x0=$\frac{x}{2y-3}$,y0=$\frac{3y-4}{2y-3}$,
∵点M、N均在椭圆C上,
∴$\frac{{{x}_{0}}^{2}}{8}+\frac{{{y}_{0}}^{2}}{2}=1$,
∴$\frac{(\frac{x}{2y-3})^{2}}{8}+\frac{({\frac{3y-4}{2y-3})}^{2}}{2}=1$,
整理得:$\frac{{x}^{2}}{8}$+$\frac{(3y-4)^{2}}{2}$=(2y-3)2,
∴$\frac{{x}^{2}}{8}$+$\frac{9{y}^{2}}{2}$-12y+8=4y2-12y+9,
即$\frac{{x}^{2}}{8}+\frac{{y}^{2}}{2}=1$,
∴点T的坐标满足椭圆C的方程,即点T在椭圆C上.

点评 本题是一道直线与圆锥曲线的综合题,考查运算求解能力,注意解题方法的积累,属于中档题.

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