问题 解答题
已知椭圆
x2
a2
+
y2
b2
 =1(a>b>0)
的离心率为
3
2
,且短轴长为2.
(I)求椭圆方程;
(II)过点(m,0)作圆x2+y2=1的切线交椭圆于A、B两点,试将|AB|表示为m的函数,并求|AB|的最大值.
答案

(I)∵椭圆

x2
a2
+
y2
b2
 =1(a>b>0)的离心率为
3
2
,且短轴长为2

c
a
=
3
2
,b=1

∵a2=b2+c2

∴a2=4

∴椭圆方程为

x2
4
+y2 =1

(II)由题意知:|m|≥1,

当m=1时,切线l的方程为x=1,点A(1,

3
2
)  点B(1,-
3
2
) 此时|AB|=
3

当m=-1时,同理可得|AB|=

3

当m≠±1时,设切线l的方程为:y=k(x-m),由

y=k(x-m)
x2
4
+y2 =1
可得(1+4k2)x2-8k2mx+4k2m2-4=0,

设A(x1,y1),B(x2,y2)则x1+x2=

8k2m
1+4k2
x1x2=
4k2m2-4
1+4k2

∵l与圆x2+y2=1相切

∴圆心到直线l的距离等于圆的半径,即

|km|
1+k2
=1

∴m=

1+k2
k2

所以|AB|=

(x1-x2)2+(y1-y2)2
=
(1+k2)[(x1+x2)2-4x1x2]

=

(1+k2)•[
64k4m2
(1+4k2)2
-
4(4k2m2-4)
1+4k2
=
4
3
|m|
m2+3

由于当m=±1时,|AB|=

3

当m≠±1时,|AB|=

4
3
|m|
m2+3
,此时m∈(-∞,-1)∪(1,+∞)

又|AB|=

4
3
|m|
m2+3
=
4
3
|m|+
3
|m|
≤2,(当且仅当m=±
3
时,|AB|=2),

所以,|AB|的最大值为2.

故|AB|的最大值为2.

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