已知椭圆C1:
(I)求r的取值范围; (II )求|AB|的最大值,并求此时圆C2的方程. |
(Ⅰ)由
,得(1+4k2)x2+8kmx+4(m2-1)=0.
+y2=1x2 4 y=kx+m
由于l与C1有唯一的公共点A,故△1=64k2m2-16(1+4k2)(m2-1)=0,
从而m2=1+4k2 ①
由
,得(1+k2)x2+2kmx+m2-r2=0.x2+y2=r2 y=kx+m
由于l与C2有唯一的公共点B,故△2=4k2m2-4(1+k2)(m2-r2)=0,
从而m2=r2(1+k2) ②
由①、②得k2=
.r2-1 4-r2
由k2≥0,得1≤r2<4,所以r的取值范围是[1,2).
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),由(Ⅰ)的解答可知
x1=-
=-4km 1+4k2
,x2=-4k m
=-km 1+k2
.kr2 m
|AB|2=(1+k2)(x2-x1)2=(1+k2)•
=k2(4-r2)2 m2
•k2•(4-r2)21+k2 m2
=
•1 r2
•(4-r2)2=r2-1 4-r2
,(r2-1)(4-r2) r2
所以|AB|2=5-(r2+
)(1≤r<2).4 r2
因为r2+
≥2×2=4,当且仅当r=4 r2
时取等号,2
所以当r=
时,|AB|取最大值1,此时C2的方程为x2+y2=2.2