在平面直角坐标系中,椭圆C:(a>b>0),圆O:x2+y2=a2,且过点A(,0)所作圆的两条切线互相垂直.
(Ⅰ)求椭圆离心率;
(Ⅱ)若直线y=2与圆交于D、E;与椭圆交于M、N,且DE=2MN,求椭圆的方程;
(Ⅲ)设点T(0,3)在椭圆内部,若椭圆C上的点到点P的最远距离不大于5,求椭圆C的短轴长的取值范围.
网友回答
解:(Ⅰ)由条件:过点A(,0)作圆的两切线互相垂直,
∴OA=a,即:=a,
∴e=.(3分)
(Ⅱ)∵e=,
∴a2=2c2,a2=2b2,
∴椭圆C:.(5分)
得x2=a2-12,
∴DE=2,
得x2=2b2-24,
∴MN=,(7分)
由DE=2MN,得:a2-12=4(2b2-24),
∴2b2-12=4(2b2-24),
解得:b2=14,a2=28,
∴椭圆方程为:.(9分)
(Ⅲ)∵点T(0,3)在椭圆内部,∴b>3,
设P(x,y)为椭圆上任一点,则
PT2=x2+(y-3)2=2b2-2y2+(y-3)2
=-(y+3)2+2b2+18,其中,-b<y<b,(12分)
∵b>3,∴-b<-3,
∴当y=-3时,PT2的最大值2b2+18.(14分)
依题意:PT≤5,∴PT2≤50,
∴2b2+18≤50,∴0<b≤4,
又∵b>3,∴3<b≤4,即6<2b≤8,
∴椭圆C的短轴长的取值范围6<b≤8.(16分)
解析分析:(Ⅰ)由过点A(,0)作圆的两切线互相垂直,知OA=a,由此能求出椭圆离心率.(Ⅱ)由e=,知椭圆C:.由得x2=a2-12,所以DE=2,由得x2=2b2-24,所以MN=,由DE=2MN,得:a2-12=4(2b2-24).由此能求出椭圆方程.(Ⅲ)由点T(0,3)在椭圆内部,知b>3.设P(x,y)为椭圆上任一点,则PT2=x2+(y-3)2=2b2-2y2+(y-3)2=-(y+3)2+2b2+18,其中,-b<y<b.由此入手能够求出椭圆C的短轴长的取值范围6<b≤8.
点评:本题考查椭圆的离心率和椭圆方程的求法,求椭圆的短轴长的取值范围.解题时要认真审题,注意挖掘题设中的隐含条件,灵活运用椭圆的性质,合理地进行等价转化.