问题 解答题
若椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的焦距为2
5
,且过点(-3,2),⊙O的圆心为原点,直径为椭圆的短轴,⊙M的方程为(x-8)2+(y-6)2=4,过⊙M上任一点P作⊙O的切线PA、PB,切点为A、B.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线PA与⊙M的另一交点为Q,当弦PQ最大时,求直线PA的直线方程;
(3)求
OA
OB
的最大值.
答案

(1)由椭圆C:

x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的焦距为2
5
,且过点(-3,2),∴
9
a2
+
4
b2
=1
2c=2
5
a2=b2+c2

解得

c=
5
b2=10
a2=15

∴椭圆的方程为

x2
15
+
y2
10
=1.

(2)∵⊙O的圆心为原点,直径为椭圆的短轴,∴⊙O的方程为x2+y2=10.

当弦PQ最大时,即PQ是⊙M的直径,

设直线PA的方程为y-6=k(x-8),即kx-y+6-8k=0.

∵直线PA与⊙O相切,∴点O到直线PA的距离d=

10

|6-8k|
k2+1
=
10
,解得k=
1
3
13
9

∴直线PA的方程为

1
3
x-y+6-
8
3
=0,或
13
9
x-y+6-
104
9
=0

化为x-3y+10=0,或13x-9y-50=0.

(3)设∠AOB=2θ,∵θ∈(0,

π
2
),∴2θ∈(0,π).

OA
OB
=|
OA
||
OB
|cos∠AOB
=10cos2θ,

∵2θ∈(0,π),∴cos2θ在θ∈(0,

π
2
)上单调递减,

因此当θ取得最小值时,cos2θ取得最大值.

∵cosθ=

10
OP
,∴当OP取得最小值时,cosθ取得最大值.

当P点取OM与⊙M的交点时,OP取得最小值.

又|OP|=|OM|-2=

62+82
-2=8.

cosθ=

10
8
,cos2θ=2cos2θ-1=-
11
16

OA
OB
取得最大值10×(-
11
16
)
=-
55
8

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