设P(x1,y1),Q(x2,y2)为椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)上两个不同的动点,圆O的方程为x2+y

设P(x1,y1),Q(x2,y2)为椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
上两个不同的动点,圆O的方程为x2+y2=a2
(1)如图,若向圆O内随机投一点A,点A落在椭圆C的概率为[1/2],椭圆C上的动 点到其焦点的最近距离为2−
3
.椭圆C的面积为πab.
(i)求椭圆C的标准方程;
(ii)若点B(0,1)且
QB
OP
,求直线OP的低斜率;
(2)若直线OP和OQ的斜率之积为
b2
a2
,请探点M(x1,x2)与圆O的位置关系,并说明理由.

埋头苦灌 1年前 已收到1个回答 举报

代号524 花朵

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解题思路:(1)(i)由已知得
πab
πa2
1
2
a−c=2−
3
,又a2=b2+c2,由此能得到椭圆C的方程.
(ii)由
QB
OP
,得(-x2,1-y2)=(x1,y1),所以
x1+x2=0
y1+y2=1
,结合圆的对称性知点P,Q关于y轴对称且PQ的中点坐标为(0,[1/2]),由此能求出直线OP的斜率.
(2)设OP方程为y=kx,代入
x2
a2
+
y2
b2
=1
,得x12
a2b2
a2k2+b2
,由kOPkoQ
b2
a2
,得x22
a2b2
a2(
b2
a2k
)2+b2
a2k2
a2k2+b2
,所以x12+x22
a2b2
a2k2+b2
+
a4k2
a2k2 +b2
=a2,由此知点M(x1,x2)在圆O:x2+y2=a2上.

(1)(i)由已知得


πab
πa2=
1
2
a−c=2−
3,又a2=b2+c2,解得a=2,b=1,
∴椭圆C的方程为
x2
4+y2=1.
(ii)由

QB=

OP,得(-x2,1-y2)=(x1,y1),


x1+x2=0
y1+y2=1,
结合圆的对称性知点P,Q关于y轴对称且PQ的中点坐标为(0,[1/2]),
故直线PQ的方程为y=
1
2,从而得p(±
3,
1
2),
∴kOP=

1
2
±
3=±

3
6.
(2)由题意知直线OP的斜率存在,设其方程为y=kx,
代入
x2
a2+
y2
b2=1,整理,得x12=
a2b2
a2k2+b2①
由kOP•koQ=
b2
a2,用
b2
a2k代替①中的k,得
x22=
a2b2
a2(
b2
a2k)2+b2=
a2k2
a2k2+b2,
∴x12+x22=
a2b2
a2k2+b2+
a4k2
a2k2 +b2=a2
∴点M(x1,x2)在圆O:x2+y2=a2上.

点评:
本题考点: 圆与圆锥曲线的综合;几何概型.

考点点评: 本题主要考查椭圆标准方程,简单几何性质,直线与椭圆的位置关系,圆的简单性质等基础知识.考查运算求解能力,推理论证能力;考查函数与方程思想,化归与转化思想.

1年前

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