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精英家教网已知椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)的右焦点F(
3
,0
),长轴长为4.
(1)求椭圆C的方程,
(2)点P是圆x2+y2=b2上第一象限内的任意一点,过P作圆的切线与椭圆C交于Q(x1,y1),R(x2,y2)(y1>y2)两点.①求证:|PQ|+|FQ|=2.②求|QR|的最大值.
分析:(1)由题意可得c=
3
,2a=4,再利用b=
a2-c2
=1,即可得到椭圆C的方程.
(2)由于点Q(x1,y1)在椭圆上,可得
x
2
1
4
+
y
2
1
=1
,利用两点间的距离公式可得|QF|=
(x1-
3
)2+
y
2
1
.利用切线的性质和勾股定理可得|PQ|=
|OQ|2-|OP|2
,即可得出|PQ|+|QF|=2.
②同理可得|PR|+|RF|=2.于是|QR|+|QF|+|FR|=4,利用三角形三边的关系可得|QR|≤|QF|+|FR|,可得当QR过点F时取最大值2.
解答:解:(1)由题意可得c=
3
,2a=4,
∴a=2,b=
a2-c2
=1,
∴椭圆C的方程为
x2
4
+y2=1

(2)∵点Q(x1,y1)在椭圆上,∴
x
2
1
4
+
y
2
1
=1

∴|QF|=
(x1-
3
)2+
y
2
1
=
(x1-
3
)2+1-
x
2
1
4
=
(
3
2
x1-2)2
=2-
3
2
x1

|PQ|=
|OQ|2-|OP|2
=
x
2
1
+
y
2
1
-1
=
x
2
1
-
x
2
1
4
=
3
2
x1

∴|PQ|+|QF|=2.
②同理可得|PR|+|RF|=2.
则|QR|+|QF|+|FR|=4,又|QR|≤|QF|+|FR|,
∴2|QR|≤4,即|QR|≤2.
∴当QR过点F时取最大值2.
点评:本题综合考查了椭圆的标准方程及其性质、两点间的距离公式、圆的切线的性质、勾股定理、三角形三边大小关系等基础知识与基本技能方法,属于难题.
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