已知圆M:(x-)2+y2=r2=r2(r>0).若椭圆C:+=1(a>b>0)的右顶点为圆M的圆心,离心率为.(I)求椭圆C的方程;(II)若存在直线l:y=kx,

发布时间:2020-07-31 13:52:08

已知圆M:(x-)2+y2=r2=r2(r>0).若椭圆C:+=1(a>b>0)的右顶点为圆M的圆心,离心率为.
(I)求椭圆C的方程;
(II)若存在直线l:y=kx,使得直线l与椭圆C分别交于A,B两点,与圆M分别交于G,H两点,点G在线段AB上,且|AG|=|BH|,求圆M半径r的取值范围.

网友回答

解:(I)设椭圆的焦距为2c,
由椭圆右顶点为圆M的圆心(,0),得a=,
又,所以c=1,b=1.
所以椭圆C的方程为:.
(II)设A(x1,y1),B(x2,y2),
由直线l与椭圆C交于两点A,B,则,
所以(1+2k2)x2-2=0,则x1+x2=0,,
所以=,
点M(,0)到直线l的距离d=,
则|GH|=2,
显然,若点H也在线段AB上,则由对称性可知,直线y=kx就是y轴,矛盾,

所以要使|AG|=|BH|,只要|AB|=|GH|,
所以=4,
==2,
当k=0时,r=,
当k≠0时,<2(1+)=3,
又显然>2,所以,
综上,.
解析分析:(I)设椭圆的焦距为2c,由椭圆右顶点为圆心可得a值,进而由离心率可得c值,根据平方关系可得b值;(II)由点G在线段AB上,且|AG|=|BH|及对称性知点H不在线段AB上,所以要使|AG|=|BH|,只要|AB|=|GH|,设A(x1,y1),B(x2,y2),联立直线方程与椭圆方程消掉y得x的二次方程,利用韦达定理及弦长公式可得|AB|,在圆中利用弦心距及勾股定理可得|GH|,根据|AB|=|GH|得r,k的方程,分离出r后按k是否为0进行讨论,借助基本函数的范围即可求得r范围;

点评:本题考查直线与圆锥曲线的位置关系、椭圆方程的求解,考查分类讨论思想,考查学生分析问题解决问题的能力,弦长公式、韦达定理是解决该类问题的基础知识,要熟练掌握.
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