已知椭圆,(a>b>0)的离心率为,直线与以原点为圆心,以椭圆C的短半轴长为半径的圆相切.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点M(0,t)的直线l′(斜率存在时)与椭圆C交于P、Q两点,设D为椭圆C与y轴负半轴的交点,且|DP|=|DQ|,求实数t的取值范围.
网友回答
解:(1)以原点为圆心,以椭圆C的短半轴长为半径的圆的方程为x2+y2=b2,
由直线与圆相切可知,=b即b=2
∵=
∴a2=3b2
∵a2=b2+c2
∴
∴椭圆C的方程
(2)当直线的斜率k=0时,-2<t<2
k≠0时,设直线线l′的方程为y=kx+t
联立方程可得(1+3k2)x2+6ktx+3t2-12=0
则△=36k2t2-4(1+3k2)(3t2-12)>0,
∴t2<4+12k2①,且x1+x2=,y1+y2=k(x1+x2)+2t
取PQ中点H,则由|DP|=|DQ|可得DH⊥PQ
∵D(0,-2)
∴k=-1
∴t=1+3k2>1②
①②联立可得
∴t∈(1,4)
综上,t∈(-2,4)
解析分析:(1)由直线与圆为x2+y2=b2,相切,利用点到直线的距离公式可求b,由及a2=b2+c2可求a,进而可求椭圆C的方程(2)当直线的斜率k=0时,容易求t的范围;而k≠0时,设直线线l′的方程为y=kx+t,联立方程,由△>0,可得t,k的不等式,然后结合方程的根与系数关系可求x1+x2,y1+y2=k(x1+x2)+2t,从而可求PQ中点H,由|DP|=|DQ|可得DH⊥PQ,利用斜率关系可求t,k的方程,联立可求t的范围
点评:本题考查椭圆的几何性质,考查椭圆的标准方程,解题的关键是确定几何量之间的关系,利用直线与椭圆联立,结合韦达定理求解