问题
解答题
给定椭圆C:
(1)求椭圆C的方程和其“准圆”方程. (2)点P是椭圆C的“准圆”上的一个动点,过点P作直线l1,l2,使得l1,l2与椭圆C都只有一个交点.求证:l1⊥l2. |
答案
(1)因为c=
,a=2
,所以b=13
所以椭圆的方程为
+y2=1,x2 3
准圆的方程为x2+y2=4.
(2)①当l1,l2中有一条无斜率时,不妨设l1无斜率,
因为l1与椭圆只有一个公共点,则其方程为x=
或x=-3
,3
当l1方程为x=
时,此时l1与准圆交于点(3
,1)(3
,-1),3
此时经过点(
,1)(或3
,-1)且与椭圆只有一个公共点的直线是y=1(或y=-1),3
即l2为y=1(或y=-1),显然直线l1,l2垂直;
同理可证l1方程为x=-
时,直线l1,l2垂直.3
②当l1,l2都有斜率时,设点P(x0,y0),其中x02+y02=4,
设经过点P(x0,y0),与椭圆只有一个公共点的直线为y=t(x-x0)+y0,
则
,消去y得到x2+3(tx+(y0-tx0))2-3=0,y=tx+(y0-tx0)
+y2=1x2 3
即(1+3t2)x2+6t(y0-tx0)x+3(y0-tx0)2-3=0,△=[6t(y0-tx0)]2-4•(1+3t2)[3(y0-tx0)2-3]=0,
经过化简得到:(3-x02)t2+2x0y0t+1-y02=0,因为x02+y02=4,所以有(3-x02)t2+2x0y0t+(x02-3)=0,
设l1,l2的斜率分别为t1,t2,因为l1,l2与椭圆都只有一个公共点,
所以t1,t2满足上述方程(3-x02)t2+2x0y0t+(x02-3)=0,
所以t1•t2=-1,即l1,l2垂直.