问题
解答题
已知椭圆G的中心是原点O,对称轴是坐标轴,抛物线y2=4
(I)求椭圆G的方程; (II)已知圆M的方程是x2+y2=R2(1<R<2),设直线l与圆M和椭圆G都相切,且切点分别为A,B.求当R为何值时,|AB|取得最大值?并求出最大值. |
答案
(I)依题意可设椭圆G的方程为
+x2 a2
=1(a>b>0),则y2 b2
因为抛物线y2=4
x的焦点坐标为(3
,0),所以c=3
,3
又因为e=
,所以3 2
=c a
,所以a=2,b=3 2
=1,a2-c2
故椭圆G的方程为
+y2=1.…(5分)x2 4
(II)由题意知直线l的斜率存在,所以可设直线l:y=kx+m,即kx-y+m=0
∵直线l和圆M相切,∴
=R,即m2=R2(k2+1)①|m| k2+1
联立方程组
消去y整理可得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0,y=kx+m
+y2=1x2 4
∵直线l和椭圆G相切,∴△=64k2m2-4(1+4k2)(4m2-4)=0,即m2=4k2+1②
由①②可得k2=
,m2=R2-1 4-R2 3R2 4-R2
设点B的坐标为(x0,y0),则有x02=
=4m2-4 1+4k2
,y02=1-16R2-16 3R2
=x02 4
,4-R2 3R2
所以|OB|2=x02+y02=
=5-15R2-12 3R2
,4 R2
所以|AB|2=|OB|2-|OA|2=5-
-R2=5-(R2+4 R2
)≤5-24 R2
=1R2• 4 R2
等号仅当R2=
,即R=4 R2
取得2
故当R=
时,|AB|取得最大值,最大值为1.…(14分)2