如图,在平面直角坐标系中,椭圆过点,焦点,,圆的直径为。
(1)求椭圆及圆的方程;
(2)设直线与圆相切于第一象限内的点。
①若直线与椭圆有且只有一个公共点,求点的坐标;
②直线与椭圆交于,两点。若的面积为,求直线的方程。
(1)设椭圆方程为()。
因为焦点,,
所以 ①,
将代入椭圆,得②,
联立①②,解得,。
所以椭圆的标准方程为。
因为圆的直径为,
所以圆的半径,
所以圆的方程为。
(2)设,则,且。
因为切点在第一象限内,所以切线的斜率必存在。
所以可设直线为。
因为所在直线的斜率为,且,
所以,即直线为。
将代入,得,
所以直线为。
联立椭圆方程,得()。
①若直线与椭圆有且只有一个公共点,则,
即。
将代入,解得或,
又因为,,
所以,即。
②因为三角形的面积为,所以,从而。
设,,
根据()得,,,
,
将,和代入式子,化简得
解得或。
因为,
所以,。
所以,,
将代入直线:,
得直线的方程为。
本题主要考查圆锥曲线和直线与圆锥曲线。
(1)根据焦点,可得 ①,将代入椭圆的方程,得②,联立①②得,,即可求椭圆的方程。根据圆的直径为,圆心为即可求圆的方程。
(2)由题意,直线的斜率必存在,设直线为,切点为。根据可求直线的斜率,再将代入直线,得。与联立椭圆方程,得。
①若直线与椭圆有且只有一个公共点,则,则有,将,结合,的范围即可求解,得到。
②因为直线与圆相切,故,根据,求得的值,再将,和代入,用表示的值,建立的等式,求出与的值。