问题 解答题
已知直线l:y=x+
6
,圆O:x2+y2=5,椭圆E:
y2
a2
+
x2
b2
=1(a>b>0)的离心率e=
3
3
,直线l被圆O截得的弦长与椭圆的短轴长相等.
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)过圆O上任意一点P作椭圆E的两条切线,若切线都存在斜率,求证两切线斜率之积为定值.
答案

(Ⅰ)设椭圆半焦距为c,圆心O到l的距离d=

6
2
=
3

∴直线l被圆O截得的弦长为2

(
5
)2-(
3
)2
=2
5-3
=2
2

由2b=2

2
,解得b=
2

∵椭圆E:

y2
a2
+
x2
b2
=1(a>b>0)的离心率e=
3
3

c
a
=
3
3

a2-2
a2
=
1
3
,解得a2=3

∴椭圆E的方程为

y2
3
+
x2
2
=1;

(Ⅱ)证明:设P(x0,y0),过点P的椭圆E的切线l0的方程为y-y0=k(x-x0

与椭圆方程联立,消去y可得(3+2k2)x2+4k(y0-kx0)x+2(kx0-y02-6=0

∴△=[4k(y0-kx0)]2-4(3+2k2)[2(kx0-y02-6]=0

∴(2-x02)k2+2kx0y0-(y02-3)=0

设满足题意的椭圆的两条切线的斜率分别为k1,k2

∴k1k2=-

y02-3
2-x02

∵P在圆O上,∴x02+y02=5

∴k1k2=-

y02-3
2-x02
=-1

∴两切线斜率之积为定值-1.

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