题目内容

精英家教网如图,椭圆C:
x2
36
+
y2
20
=1
的左顶点、右焦点分别为A,F,直线l的方程为x=9,N为l上一点,且在x轴的上方,AN与椭圆交于M点
(1)若M是AN的中点,求证:MA⊥MF.
(2)过A,F,N三点的圆与y轴交于P,Q两点,求|PQ|的范围.
分析:(1)欲证MA⊥MF,只需证明
MA
MF
=0
,分别求出
MA
MF
的坐标,再用向量的数量积的坐标运算计算即可.
(2)欲求|PQ|的范围,需先将|PQ|用某个参数表示,再求最值,可先找到圆心坐标和半径,再利用圆中半径,半弦,弦心距组成的直角三角形,得到用参数表示的|PQ|,再用均值不等式求范围.
解答:解:(1)由题意得A(-6,0),F(4,0),xN=9∴xM=
3
2

又M点在椭圆上,且在x轴上方,得yM=
5
3
2

MA
=(-
15
2
,-
5
3
2
),
MF
=(
5
2
,-
5
3
2
)
MA
MF
=-
75
4
+
75
4
=0
∴MA⊥MF

(2)设N(9,t),其中t>0,∵圆过A,F,N三点,
∴设该圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,有
36-6D+F=0
16+4D+F=0
81+t2+9D+tE+F=0

解得 D=2,E=-t-
75
t
,F=-24

∴圆心为(-1,
1
2
(t+
75
t
))
,半径r=
25+
1
4
(t+
75
t
)
2

|PQ|=2
r2-1
=2
24+
1
4
(t+
75
t
)
2

∵t>0∴t+
75
t
≥2
t•
75
t
=10
3
,当且仅当t=
75
t
,即t=5
3
时取“=”
|PQ|≥2
99
=6
11
,∴|PQ|的取值范围是[6
11
,+∞)
点评:本题考查了椭圆与圆之间的关系,其中圆中弦长的求法必须掌握.
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