问题标题:
【已知椭圆(a>b>c>0,)的左、右焦点分别为,,若以为圆心,b-c为半径作圆,过椭圆上一点P作此圆的切线,切点为T,且|PT|的最小值不小于.(1)证明:椭圆上的点到点的最短距离为a-c;(2)】
问题描述:
已知椭圆(a>b>c>0,)的左、右焦点分别为,,若以为圆心,b-c为半径作圆,过椭圆上一点P作此圆的切线,切点为T,且|PT|的最小值不小于.
(1)证明:椭圆上的点到点的最短距离为a-c;
(2)求椭圆的离心率e的取值范围;
(3)设椭圆的短半轴长为1,圆与x轴的右交点为Q,过点Q作斜率为k(k>0)的直线l与椭圆相交于A、B两点,若OA⊥OB,求直线l被圆截得的弦长s的最大值.
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金建华回答:
【分析】(1)设椭圆上任一点Q的坐标为(x0,y0),根据Q点到右准线的距离和椭圆的第二定义,求得x0的范围,进而求得椭圆上的点到点F2的最短距离
(2)可先表示出|PT|,进而可知当且仅当|PF2|取得最小值时|PT|取得最小值,根据≥(a-c)求得e的范围.
(3)设直线的方程为y=k(x-1),与抛物线方程联立方程组消去y得,根据韦达定理可求得x1+x2和x1x2,代入直线方程求得y1y2,根据OA⊥OB,可知=0,∴k=a,直线的方程为ax-y-a=0根据圆心F2(c,0)到直线l的距离,进而求得答案.
(1)设椭圆上任一点Q的坐标为(x0,y0),
Q点到右准线的距离为d=-x0,
则由椭圆的第二定义知:=,
∴|QF2|=a-,又-a≤x0≤a,
∴当x0=a时,
∴|QF2|min=a-c.
(2)依题意设切线长|PT|=
∴当且仅当|PF2|取得最小值时|PT|取得最小值,
∴≥(a-c),
∴0<≤,从而解得≤e<,
故离心率e的取值范围是解得≤e<,
(3)依题意Q点的坐标为(1,0),
则直线的方程为y=k(x-1),
与抛物线方程联立方程组消去y得(a2k2+1)x2-2a2k2x+a2k2-=0
得,
设A(x1,y1)(x2,y2),则有x1+x2=,x1x2=,
代入直线方程得y1y2=,
x1x2+y1y2=,又OA⊥OB,
∴=0,
∴k=a,
直线的方程为ax-y-a=0,
圆心F2(c,0)到直线l的距离d=,
∴≤e<,
∴≤c<1,2c+1<3,
∴s∈(0,),所以弦长s的最大值为.
【点评】本题主要考查了直线与圆锥曲线的综合问题.考查了学生综合分析问题和解决问题的能力.
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