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已知椭圆E:
x2
b2
+
y2
a2
=1(a>b>0)
长轴长是短轴长的
3
倍,且经过点A(
3
3
2
)
,直线x=t与椭圆E交于不同的两点M,N,以线段MN为直径作圆C,圆心为C.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若圆C与y轴相交,求实数t的取值范围;
(3)设Q(x,y)是圆C上的动点,当t变化时,求x的最大值.
分析:(1)根据椭圆长轴和短轴之间的关系,结合椭圆过定点A(
3
3
2
)
,得到关于a,b的二元方程组,求解a,b后即可得到答案;
(2)把直线x=t与椭圆方程联立,求出圆的半径,利用圆心C到y轴的距离小于半径求解t的取值范围;
(3)直接由圆的方程解出x,利用放缩法去掉y,再运用三角函数换元,最后由三角函数的值域求最值.
解答:解:(1)依题意得:a:b=
3
,且椭圆经过点A(
3
3
2
)

1
3b2
+
2
a2
=1
a2=3b2
⇒a2=3,b2=1.
则椭圆E的方程为x2+
y2
3
=1

(2)由题意知圆心C(t,0)(-1<t<1).
x=t
x2+
y2
3
=1
y2=3(1-t2)

∴圆C的半径为r=
3(1-t2)

∵圆C与y轴相交,且圆心C到y轴的距离d=|t|,
|t|<
3(1-t2)
?t2<3(1-t2)?-
3
2
<t<
3
2

即实数t的取值范围(-
3
2
3
2
)

(3)圆C的方程为(x-t)2+y2=3(1-t2).
∵点Q(x,y)在圆C上,∴x=t±
3(1-t2)-y2

t-
3(1-t2)-y2
≤t+
3(1-t2)-y2

故只需求x=t+
3(1-t2)-y2
的最大值.
x=t+
3(1-t2)-y2
≤t+
3(1-t2)
(y=0时,等号成立).
设t=cosθ,θ∈(0,π),则t+
3(1-t2)
=cosθ+
3
sinθ=2sin(θ+
π
6
)

θ=
π
3
,即t=
1
2
,且y=0时,x取最大值2.
点评:本题考查了椭圆的标准方程、椭圆的简单几何性质,考查了直线和圆锥曲线的关系,解答(3)时运用换元法,体现了放缩思想方法,思维难度较大.该题属高考试题中的压轴题.
练习册系列答案
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科目:高中数学 来源: 题型:

已知椭圆方程为
y2
a2
+
x2
b2
=1(a>b>0)
.且椭圆的焦距为4
3
,定点A(
13
2
3
)
为椭圆上的点,点P为椭圆上的动点,过点P作y轴的垂线,垂足为P1,动点M满足
P1M
=2
P1P

(1)求M点的轨迹T的方程;
(2)已知O(0,0)、E(2,1),试探究是否存在这样的点Q:Q是轨迹T内部的整点(平面内横、纵坐标均为整数的点称为整点),且△OEQ的面积S△OEQ=2?若存在,求出点Q的坐标,若不存在,说明理由.

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知椭圆
y2
a2
+
x2
b2
=1(a>b>0)
的离心率e=
3
2
,短轴长为2.设A(x1,y1),B(x2,y2)(x1≠x2),是椭圆上的两点,向量
m
=(
x1
b
y1
a
)
n
=(
x2
b
y2
a
)
,且
m
.
n
=0
,O为坐标原点.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)试问:△AOB的面积是否为定值?如果是,请给予证明;如果不是,请说明理由.

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科目:高中数学 来源: 题型:

如图,已知椭圆C:
x2
b2
+
y2
a2
=1(a>b>0)
的左、右焦点分别为F1(0,c)、F2(0,-c)(c>0),抛物线P:x2=2py(p>0)的焦点与F1重合,过F2的直线l与抛物线P相切,切点E在第一象限,与椭圆C相交于A、B两点,且
F2B
=λ
AF2

(1)求证:切线l的斜率为定值;
(2)若动点T满足:
ET
=μ(
EF1
+
EF2
),μ∈(0,
1
2
)
,且
ET
OT
的最小值为-
5
4
,求抛物线P的方程;
(3)当λ∈[2,4]时,求椭圆离心率e的取值范围.

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知椭圆
x2
a2
+
x2
b2
=1(a>b>o)
的左、右焦点分别为F1、F2,离心率e=
2
2
,右准线方程为x=2.
(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)过点F1的直线l与该椭圆相交于M、N两点,且|
F2M
+
F2N
|=
2
26
3
,求直线l的方程式.

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