椭圆与圆的一个充要条件

-28-中学数学研究2020年第11期
参考文献
版社,2011,2.
[2]朱华伟,张景中.论推广[J].数学通报,2005,44(4):
[1]喻平等.中国数学教育心理研究30年"M].北京:科学出55—57.
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椭圆与圆的一个充要条件
湖北省松滋市第一中学(434200)王波
22题目(2020福州市质检)已知椭圆C:耸+%
a b =1(a>'>0)的焦距为2匹,且过点(匹,1).
(1)求C的方程;(2)若直线6与C有且只有一个公共点,6与圆%2+
*=6交于",)两点,直线04,0)的斜率分别记为8,8,试判断8•8是否为定值,若是,求出该定值;否则,请说明理由.
22
答案:(1(椭圆c的方程为亍+牙=1;(2)81•8=-;(定值)-解答过程从略.
将试题作进一步探究推广,得到椭圆与圆的一个充要条件.
性质已知直线6与圆0:%2+*2=a2+'2相交
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2于",)两点(不在坐标轴上),则直线6与椭圆C:%
a +'=1(a>'>0)相切的充要条件是8:"•k0B= "a2*
防爆软启动柜证明:(必要性)①当直线6平行于%轴,直线I 与椭圆相切,所以*=*=土',又",)两点在圆上所以"(-a,'),)(a,')或"(a,'),B(-a,')或"(—a,_'),B(a,_')或"(a,—'),B(—a,_'),
'2
此时80"*8ob=_"T-
a
②设直线6的方程为%=/+2,"(%1,*1),B(%2,*2),联立6与圆的方程消去%得(/+1)*2+ 2tmy+22—a2-'2=0,由韦达定理得*+*= -誥,*1*2=2/联立6与椭圆的方程消去%得('2m+a2)*2+2'2m*+'222—a2'2=0,因为直线6与椭圆相切,所以&=4'4/22—4('2m2+a2)('222—a2'2)=0.化简得22=a2+'2/,而8:"•8:)
=』2W2=________7^2________兀1%2(/1+2)(妙2+2)/*1*+2(*1+*2)+22 22—a2—'2
=__________m+1__________
22—a2-'22/肌22
t•-----2-----------二------+m
m+1m+1
=_________________________________
m•'/+'2—2/(m'+'F)+a2+
2+12+1
'2m2~'2
(充分性)①当直线6平行于%轴,已知直线I 与圆相交于",B两点,所以*"=*B,又80"•80B=,所以*"B=%%-=,又%"+y*=a2+'2,% a光"%b光"%b a
+*二a2+'2,故%"+x B=0,故*二',又%+*二
"a
a2+',所以y=*b=土',则直线6与椭圆相切.
②设直线6的方程为%=m+2,"(%1,*1), b(%2,*2),联立6与圆的方程消去%得(m+1)*2+ 2m
*+22—a2-'=0,由韦达定理得*1+*2 $m22—a$—'
,y1Ji~+1-乂丘0"・^ob二-地面网
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*1$/(1$)a
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大功率led天花灯2
'm(*),联立6与椭圆的方程消去%得('m+a2) *2+2''2
切筋*+'222—a2'=0,&=4'4m2— 4(''2+ a2)('%2—a2')=4a2'(2-a2一''2),代入(*)式得&=0.从而直线6与椭圆相切.
读者可以进一步探究上述性质在双曲线中如何?

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