题目内容
(本题满分12分)设椭圆C的中心在坐标原点O,焦点在x轴上,短轴长为
,左焦点到左准线的距离为
.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设椭圆C上有不同两点P、Q,且OP⊥OQ,过P、Q的直线为l,求点O到直线l的距离.
解 (1)设椭圆C的方程为
(a>b>0),
则
,
.
由
,即
,得
.
于是 a2 = b2 + c2 = 21 + 7 = 28,椭圆C的方程为
.………………… 5分
(2)若直线l的斜率不存在,即l⊥x轴时,不妨设l与x正半轴交于点M,将x = y代入
中,得
,则点P(
,
),Q(
,
),于是点O到l的距离为
. …………………… 7分
若直线l的斜率存在,设l的方程为y = kx + m(k,m∈R),则点P(x1,y1),Q(x2,y2)的坐标是方程组
的两个实数解,
消去y,整理,得(3 + 4k2)x2 + 8kmx + 4m2-84 = 0,
∴ △ =(8km)2-4(3 + 4k2)(4m2-84)= 12(28k2-m2 + 21)>0, ①
,
. ②
…………………… 9分
∵ OP⊥OQ,∴ kOP · kOQ =-1,即
,x1x2 + y1y2 = 0.
于是 x1x2 +(kx1 + m)(kx2 + m)=(1 + k2)x1x2 + km(x1 + x2)+ m2 = 0. ③
将 x1 + x2,x1x2 代入上式,得
,
∴(k2 + 1)(4m2-84)-8k2m2 + m2(4k2 + 3)= 0,
化简,得 m2 = 12(k2 + 1). ④
④代入①满足,因此原点O到直线l的距离
.
…………………… 12分