问题 解答题
设椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的左右顶点分别为A(-2,0),B(2,0),离心率e=
3
2
.过该椭圆上任一点P作PQ⊥x轴,垂足为Q,点C在QP的延长线上,且|QP|=|PC|.
(1)求椭圆的方程;
(2)求动点C的轨迹E的方程;
(3)设直线AC(C点不同于A,B)与直线x=2交于点R,D为线段RB的中点,试判断直线CD与曲线E的位置关系,并证明你的结论.
答案

(1)由题意,可得a=2,e=

c
a
=
3
2
,可得c=
3
,-----------------(2分)

∴b2=a2-c2=1,

因此,椭圆的方程为

x2
4
+y2=1.-----------------(4分)

(2)设C(x,y),P(x0,y0),由题意得

x=x0
y=2y0
,即
x0=x
y0=
1
2
y
,-----------------(6分)

x02
4
+y02=1,代入得
x2
4
+(
1
2
y)2=1
,即x2+y2=4.

即动点C的轨迹E的方程为x2+y2=4.-----------------(8分)

(3)设C(m,n),点R的坐标为(2,t),

∵A、C、R三点共线,∴

AC
AR

AC
=(m+2,n),
AR
=(4,t),则4n=t(m+2),

∴t=

4n
m+2
,可得点R的坐标为(2,
4n
m+2
),点D的坐标为(2,
2n
m+2
),-----------------(10分)

∴直线CD的斜率为k=

n-
2n
m+2
m-2
=
mn
m2-4

而m2+n2=4,∴-n2=m2-4,代入上式可得k=

mn
-n2
=-
m
n
,-----------------(12分)

∴直线CD的方程为y-n=-

m
n
(x-m),化简得mx+ny-4=0,

∴圆心O到直线CD的距离d=

4
m2+n2
=
4
4
=2=r,

因此,直线CD与圆O相切,即CD与曲线E相切.-----------------(14分)

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