题目内容
已知椭圆C:
(a>b>0)的离心率为
,以原点O为圆心,椭圆的短半轴长为半径的圆与直线x-y+
=0相切。
(1)求椭圆C的方程;
(2)设P(4,0),A,B是椭圆C上关于x轴对称的任意两个不同的点,连结PB交椭圆C于另一点E,证明直线AE与x轴交于定点Q;
(3)在(2)条件下,过点Q的直线与椭圆C交于M,N两点,求
的取值范围。
(1)求椭圆C的方程;
(2)设P(4,0),A,B是椭圆C上关于x轴对称的任意两个不同的点,连结PB交椭圆C于另一点E,证明直线AE与x轴交于定点Q;
(3)在(2)条件下,过点Q的直线与椭圆C交于M,N两点,求
解:(1)由题意知
所以
即
又因为
所以
故椭圆C的方程为
。
(2)由题意知直线PB的斜率存在,设直线PB的方程为

由
得
①
设点
则
直线AE的方程为
令
,得
将
代入
整理得
②
由①得
代入②整理得
x=1
所以直线AE与x轴相交于定点Q(1,0)。
(3)当过点Q的直线MN的斜率存在时,设直线MN的方程为
且
在椭圆C上
由
得
①
易知
所以
则
,
因为
所以
所以
,
当过点Q的直线MN的斜率不存在时,其方程为x=1
解得
此时
;
所以
的取值范围是
。
所以
即
又因为
所以
故椭圆C的方程为
(2)由题意知直线PB的斜率存在,设直线PB的方程为
由
得
设点
则
直线AE的方程为
令
将
整理得
由①得
x=1
所以直线AE与x轴相交于定点Q(1,0)。
(3)当过点Q的直线MN的斜率存在时,设直线MN的方程为
且
由
易知
所以
则
因为
所以
所以
当过点Q的直线MN的斜率不存在时,其方程为x=1
解得
此时
所以
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