问题
解答题
已知椭圆E的焦点坐标为F1(-2,0),点M(-2,
(1)求椭圆E的方程; (2)设Q(1,0),过Q点引直线l与椭圆E交于A,B两点,求线段AB中点P的轨迹方程; (3)O为坐标原点,⊙O的任意一条切线与椭圆E有两个交点C,D且
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答案
(Ⅰ)∵椭圆E:
+x2 a2
=1(a,b>0)经过M(-2,y2 b2
),一个焦点坐标为F1(-2,0),2
∴
,椭圆E的方程为a2=8 b2=4
+x2 8
=1;(5分)y2 4
(Ⅱ)当直线l的斜率存在时,设直线l与椭圆E的两个交点为A(x1,y1),B(x2,y2),相交所得弦的中点P(x,y),∴
,
+x12 8
=1①y12 4
+x22 8
=1②y22 4
①-②得,
+(x1+x2)(x1-x2) 8
=0,(y1+y2)(y1-y2) 4
∴弦AB的斜率k=
=-y1-y2 x1-x2 4 8
=-x1+x2 y1+y2
,(y≠0).,x 2y
∵A,B,P,Q四点共线,∴kAB=kPQ,即-
=x 2y
,(y≠0且x≠1),y x-1
经检验(0,0),(1,0)符合条件,
∴线段AB中点P的轨迹方程是x2+2y2-x=0.(10分)
(Ⅲ)当⊙O的切线斜率存在时,设⊙O的切线方程为y=kx+m,
由
得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-8=0,y=kx+m
+x2 8
=1y2 4
设C(x3,y3),D(x4,y4),则x3+x4=- 4km 1+2k2 x3x4= 2m2-8 1+2k2
∵
⊥OC
,∴x3x4+y3y4=0,即OD
+2m2-8 1+2k2
=0,m2-8k2 1+2k2
∴3m2-8k2-8=0,即k2=
,3m2-8 8
∵直线y=kx+m为⊙O的一条切线,∴圆的半径r=
,|m| 1+k2
即r2=
=m2 1+k2
=m2 1+ 3m2-8 8
,8 3
经检验,当⊙O的切线斜率不存在时也成立.∴r=
.(14分)2 6 3