问题 解答题

设A、B是椭圆3x2+y2=λ上的两点,点N(1,3)是线段AB的中点,线段AB的垂直平分线与椭圆相交于C、D两点.

(1)确定λ的取值范围,并求直线AB的方程;

(2)求以线段CD的中点M为圆心且与直线AB相切的圆的方程.

答案

(1)依题意,显然直线AB的斜率存在,可设直线AB的方程为 y=k(x-1)+3,

代入 椭圆3x2+y2=λ,整理得 (k2+3 ) x2-2k(k-3)x+(k-3)2-λ=0     ①

设 A ( x1,y1 ),B (x2,y2 ),则 x1,x2  是方程①的两个不同的根,

∴△=4k2 (k-3)2-4 (k2+3 )[(k-3)2-λ]>0  ②,且 x1+x2=

2k(k-3)
k2+3

由N(1,3)是线段AB的中点,得

x1 +x2
2
=1,∴k(k-3)=k2+3,∴k=-1.

代和②得 λ>12,即 λ 的取值范围是(12,+∞),于是直线AB的方程为 y-3=-(x-1),

即 x+y-4=0.

(2)∵CD垂直平分线段AB,∴直线CD的方程为 y-3=x-1,即 x-y+2=0,

代入椭圆方程,整理得 4x2+4x+4-λ=0     ③.

设 C(x3,y3 ),D  (x4,y4 ),CD的中点为 M(x0,y0 ),则 x3,x4 是方程③的两根,

∴x3+x4=-1,∴x0=

x1 +x2
2
=-
1
2
,y0=x0+1=
3
2
,即 M(-
1
2
3
2
  ).

又 M(-

1
2
3
2
  )到直线AB的距离 d=
|-
1
2
+
3
2
-4|
2
=
3
2
2

故所求圆的方程为 (x+

1
2
)2+(y-
3
2
)
2
=
9
2

单项选择题
多项选择题