(文)已知中心在原點(diǎn)O,左焦點(diǎn)為F1(-1,0)的橢圓C的左頂點(diǎn)為A,上頂點(diǎn)為B,F(xiàn)1到直線AB的距離為
7
7
|OB|.
(1)求橢圓C的方程;
(2)過P(3,0)的直線l交橢圓C于R、S兩點(diǎn),交直線x=1于Q點(diǎn),若|PQ|是|PR|、|PS|的等比中項(xiàng),求直線l的方程;
(3)圓D以橢圓C的兩焦點(diǎn)為直徑,圓D的任意一條切線m交橢圓C于兩點(diǎn)M、N,試求弦長(zhǎng)|MN|的取值范圍.
考點(diǎn):直線與圓錐曲線的綜合問題
專題:綜合題,圓錐曲線的定義、性質(zhì)與方程
分析:(1)確定直線AB方程,利用F1到直線AB的距離為
7
7
|OB|,結(jié)合b2=a2-1,求出橢圓的幾何量,即可求橢圓C1的方程;
(2)分類討論,設(shè)直線l方程為:x=my+3,代人橢圓C1的方程,利用|PQ|是|PR|、|PS|的等比中項(xiàng),結(jié)合韋達(dá)定理,即可求出直線l的方程;
(3)確定圓D的方程,分類討論,設(shè)方程y=kx+b代人橢圓C方程,利用韋達(dá)定理,結(jié)合弦長(zhǎng)公式,即可求弦長(zhǎng)|MN|的取值范圍.
解答: 解:(1)設(shè)橢圓C方程為:
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)
∴直線AB方程為:
x
-a
+
y
b
=1
…1分
∴F1(-1,0)到直線AB距離為d=
|b-ab|
a2+b2
=
7
7
b
,
∴a2+b2=7(a-1)2…2分
又b2=a2-1,解得:a=2,b=
3
…3分
故:橢圓C方程為:
x2
4
+
y2
3
=1
.…4分
(2)當(dāng)直線l與x軸重合時(shí),|PQ|=2,而|PR|•|PS|=1×5=5,∴|PQ|2≠|(zhì)PR|•|PS|
故可設(shè)直線l方程為:x=my+3,…5分
代人橢圓C的方程,得:3(my+3)2+4y2=12,即:(3m2+4)y2+18my+15=0
∴△=(18m)2-4×15(3m2+4)=48(3m2-5)
記R(x1,y1),S(x2,y2),Q(x0,y0),
y1y2=
15
3m2+4
,y0=-
2
m
…7分
∵|PQ|2=|PR|•|PS|,即
|PR|
|PQ|
=
|PQ|
|PS|
y1
y0
=
y0
y2
,∴y1y2=
y
2
0

15
3m2+4
=
4
m2
,解得:m2=
16
3
,符合△>0,
m=±
4
3
3
…9分
故直線l的方程為x=±
4
3
3
y+3
,即:y=±
3
4
(x-3)
…10分
(3)橢圓C的兩焦點(diǎn)為F1(-1,0)、F2(1,0),∴圓D的方程為:x2+y2=1
①若切線m垂直于x軸,則其方程為:x=±1,易求得|MN|=3…11分
②若切線m不垂直于x軸,可設(shè)其方程為:y=kx+b
|b|
k2+1
=1
,
∴b2=k2+1
將y=kx+b代人橢圓C方程,得:(3+4k2)x2+8kbx+4b2-12=0
∴△=(8kb)2-4(3+4k2)(4b2-12)=48(4k2+3-b2)=48(3k2+2)>0(*)…13分
記M、N兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(x3,y3)、(x4,y4
此時(shí):x3+x4=-
8kb
3+4k2
,x3x4=
4b2-12
3+4k2
⇒|x3-x4|=
4
3(4k2+3-b2)
3+4k2

|MN|=
1+k2
×
4
3(4k2+3-b2)
3+4k2
=
1+k2
×
4
3(3k2+2)
3+4k2
…15分
令3+4k2=t,所以t≥3,k2=
t-3
4

|MN|=f(t)=
t+1
4
×
4
3t-1
4
t
=
3(t+1)(3t-1)
t
=
3(-
1
t2
+
2
t
+3)
,
t≥3⇒0<
1
t
1
3
⇒3<-
1
t2
+
2
t
+3≤
32
9
⇒3<|MN|≤
4
6
3
…17分
綜合①②,得:弦長(zhǎng)|MN|的取值范圍為[3,
4
6
3
]
.…18分.
點(diǎn)評(píng):本題考查橢圓方程,考查直線與橢圓的位置關(guān)系,考查韋達(dá)定理,考查弦長(zhǎng)公式,考查學(xué)生分析解決問題的能力,屬于中檔題.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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設(shè)P是圓x2+y2=4上的任意一點(diǎn),過P作x軸的垂線段PD,D為垂足,M是線段PD上的點(diǎn),且滿足|DM|=m|PD|(0<m<1),當(dāng)點(diǎn)P在圓上運(yùn)動(dòng)時(shí),記M的軌跡為曲線C.
(1)求曲線C的方程;
(2)過曲線C的左焦點(diǎn)F作斜率為
2
2
的直線l交曲線C于A、B兩點(diǎn),點(diǎn)Q滿足
OA
+
OB
+
OQ
=
0
,是否存在實(shí)數(shù)m,使得點(diǎn)Q在曲線C上,若存在,求出m的值,若不存在,請(qǐng)說明理由.

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已知
1+tan(π+α)
1+tan(2π-α)
=3+2
2
,求cos2(π-α)+sin(
2
+α)cos(
π
2
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求函數(shù)y=x+
4
x
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Kn
,求證:cn+1>cn(n∈N*).

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7
7
|OB|.
(1)求橢圓C1的方程;
(2)過點(diǎn)P(3,0)作直線l,使其交橢圓C1于R、S兩點(diǎn),交直線x=1于Q點(diǎn).問:是否存在這樣的直線l,使|PQ|是|PR|、|PS|的等比中項(xiàng)?若存在,求出直線l的方程;若不存在,說明理由.
(3)若橢圓C1方程為:
x2
m2
+
y2
n2
=1(m>n>0),橢圓C2方程為:
x2
m2
+
y2
n2
=λ(λ>0,且λ≠1),則稱橢圓C2是橢圓C1的λ倍相似橢圓.已知C2是橢圓C1的3倍相似橢圓,若直線y=kx+b與兩橢圓C1、C2交于四點(diǎn)(依次為P、Q、R、S),且
PS
+
RS
=2
QS
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已知向量
AB
AC
的夾角為120°,且|
AB
|=2,|
AC
|=3,若
AP
AB
+
AC
,且
AP
BC
,則實(shí)數(shù)λ的值為
 

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