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.
(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
=1,∴k(k-3)=k2+3,∴k=-1.x1 +x2 2
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
,y0=x0+1=1 2
,即 M(-3 2
,1 2
).3 2
又 M(-
,1 2
)到直线AB的距离 d=3 2
=|-
+1 2
-4|3 2 2
,3 2 2
故所求圆的方程为 (x+
)2+(y-1 2
)2=3 2
.9 2