如图,已知椭圆的上顶点为A,右焦点为F,直线AF与圆M:x2+y2-6x-2y+7=0相切.(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)若不过点A的动直线l与椭圆C相交于P、Q两点,

发布时间:2020-07-31 13:34:02

如图,已知椭圆的上顶点为A,右焦点为F,直线AF与圆M:x2+y2-6x-2y+7=0相切.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若不过点A的动直线l与椭圆C相交于P、Q两点,且,求证:直线l过定点,并求出该定点N的坐标.

网友回答

解:(Ⅰ)将圆M的一般方程x2+y2-6x-2y+7=0化为标准方程(x-3)2+(y-1)2=3,
圆M的圆心为M(3,1),半径.(1分)
由A(0,1),
得直线,即x+cy-c=0,(2分)
由直线AF与圆M相切,得,或(舍去).(4分)
当时,a2=c2+1=3,故椭圆C的方程为.(5分)

(Ⅱ)由,知AP⊥AQ,从而直线AP与坐标轴不垂直,(6分)
由A(0,1)可设直线AP的方程为y=kx+1,直线AQ的方程为(7分)
将y=kx+1代入椭圆C的方程并整理得:(1+3k2)x2+6kx=0,
解得x=0或,因此P的坐标为,
即-(9分)
将上式中的k换成,得Q.-(10分)
直线l的方程为
(11分)
化简得直线l的方程为,(13分)
因此直线l过定点(14分)
解析分析:(Ⅰ)由题设知圆心M(3,1),半径.由A(0,1),得直线,由直线AF与圆M相切,得,由此能求出椭圆C的方程.(Ⅱ)由,知AP⊥AQ,从而直线AP与坐标轴不垂直,由A(0,1)可设直线AP的方程为y=kx+1,直线AQ的方程为.将y=kx+1代入椭圆C的方程并整理得:(1+3k2)x2+6kx=0,解得x=0或,因此P的坐标为,由此能证明直线l过定点,并能求出该定点N的坐标.

点评:本题考查圆锥曲线和直线的位置关系,解题时要认真审题,注意公式的灵活运用.
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