本题导读
本题考查椭圆的定义与标准方程。核心在于由相切条件转化为距离和定值、联立方程求弦长的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2013年新课标I卷(文)) 已知圆 ,圆 ,动圆 与圆 外切并与圆 内切,圆心 的轨迹为曲线 .
(1)求 的方程;
(2) 是与圆 、圆 都相切的一条直线, 与曲线 交于 、 两点,当圆 的半径最长时,求 .
🔍【思路分析】
破题导航
- 设圆 半径 ,由外切得 、由内切得 ,相加得 ,为椭圆。
- 注意当 为 时 不合题意,需去掉该点。
- (2)由 与椭圆上 的最小值定 ,此时圆心为 ,再求公切线弦长。
✅【答案】
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(1)() (2) 或
✍【详细解析】
Abstract
(1) 设动圆 的半径为 (),圆心 。 圆 的圆心 、半径 ;圆 的圆心 、半径 。 因为圆 与圆 外切,所以 ;因为圆 与圆 内切,所以 。 两式相加得 故点 的轨迹是以 、 为焦点的椭圆。其中 ,,故 ,,所以 又当 落在 处时 、,不合题意,故 。
(2) 由 知, 最大时 最小。 为椭圆的右焦点,椭圆上到 最近的点为右顶点 ,此时 ,故 ,圆 的圆心为 、半径为 。 圆 与圆 的圆心距为 ,两圆外切,切点为 。 设公切线 ,由 到 、 的距离分别为 、: 可解得两条斜公切线以及公切线 。
- 当 时,代入椭圆得 ,故 ;
- 当 为斜公切线(如 )时,与椭圆联立求弦长,得 。 综上, 或 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:椭圆的定义与标准方程、直线与椭圆的弦长
核心方法:由相切条件转化为距离和为定值、联立求弦长
避坑指南: 为定值才是椭圆的定义依据(“外切给 、内切给 ”);还要排除 这个不合题意的点。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:圆锥曲线中的轨迹与弦长。
结论推广:到两定点距离之和为常数(大于两定点间距离)的点的轨迹是椭圆。
方法推广:求弦长的两条路:过焦点用焦半径,一般弦联立后用 。
🔗【关联脉络】
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