已知椭圆x^2+y^2/b^2=1(0<b<1)的左焦点为F,左右顶点分别为AC,上顶点为B,过F、B、C、作圆P,圆心P坐标为(m,n) 求:(1)当m+n大于0时,椭圆离心率的范围 (2)直线AB与圆P能否相切?证明你的结
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/19 21:02:49
已知椭圆x^2+y^2/b^2=1(0<b<1)的左焦点为F,左右顶点分别为AC,上顶点为B,过F、B、C、作圆P,圆心P坐标为(m,n) 求:(1)当m+n大于0时,椭圆离心率的范围 (2)直线AB与圆P能否相切?证明你的结
已知椭圆x^2+y^2/b^2=1(0<b<1)的左焦点为F,左右顶点分别为AC,上顶点为B,过F、B、C、作圆P,
圆心P坐标为(m,n) 求:(1)当m+n大于0时,椭圆离心率的范围 (2)直线AB与圆P能否相切?证明你的结论
已知椭圆x^2+y^2/b^2=1(0<b<1)的左焦点为F,左右顶点分别为AC,上顶点为B,过F、B、C、作圆P,圆心P坐标为(m,n) 求:(1)当m+n大于0时,椭圆离心率的范围 (2)直线AB与圆P能否相切?证明你的结
设P(acosθ,bsinθ),F1(-c,0),F2(c,0)
向量PF1=(-c-acosθ,-bsinθ)
向量PF2=(c-acosθ,-bsinθ)
向量PF1与向量F2的点乘积
=(-c-acosθ)(c-acosθ)+(-bsinθ)(-bsinθ)
=a²cos²θ-c²+b²sin²θ
=a²(1-sin²θ)-c²+b²sin²θ
=a²-c²-(a²-b²)sin²θ
=b²-(a²-b²)sin²θ
因为F1、F2分别是椭圆左右两个焦点
所以a>b>0
所以向量PF1与向量F2的点乘积的范围是[2b²-a²,b²]
由题设知向量PF1与向量F2的点乘积的范围是[-4/3,4/3]
所以2b²-a²=-4/3,b²=4/3
即a²=4,b²=4/3
所以此椭圆方程为:x²/4+3y²/4=1
(1)设F、B、C的坐标分别为(-c,0),(0,b),(1,0),则FC、BC的中垂线分别为
x=(1-c)/2,y-(b/2)=(x-1/2)/b
联立方程组,解出x=(1-c)/2,y=(b²-c)/2b
m+n=(1-c)/2+(b²-c)/2b>0,即b-bc+b²-c>0,即(1+b)(b-c)>0,
∴ b>c.
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(1)设F、B、C的坐标分别为(-c,0),(0,b),(1,0),则FC、BC的中垂线分别为
x=(1-c)/2,y-(b/2)=(x-1/2)/b
联立方程组,解出x=(1-c)/2,y=(b²-c)/2b
m+n=(1-c)/2+(b²-c)/2b>0,即b-bc+b²-c>0,即(1+b)(b-c)>0,
∴ b>c.
从而b²>c²即有a²>2c²,∴e²<1/2.
又e>0,∴0
由kAB=b,kPB=[b-(b²-c)/2b]/[0-(1-c)/2]=(b²+c)/b(c-1).
如果直线AB与⊙P相切,则b(b²+c)/b(c-1)=-1.
解出c=0或2,与0<c<1矛盾,
所以直线AB与⊙P不能相切.
p.s.第二小题亦可以用圆的切割线定理,假设直线AB与⊙P相切,则有AB²=AF×AC,易由椭圆中a,b,c的关系推出矛盾.
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