本题导读

本题考查椭圆的离心率计算以及直线与圆的位置关系判定。第一问通过标准方程直接求解;第二问通过坐标设定,利用垂直条件建立参数联系,再利用点到直线的距离公式证明直线与圆相切。

📌【题干】

Question

(2014年北京卷(理)) 已知椭圆 .

(1) 求椭圆 的离心率;

(2) 设 为原点,若点 在椭圆 上,点 在直线 上,且 ,求直线 与圆 的位置关系,并证明你的结论.

🔍【思路分析】

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  1. 第一问分析:将椭圆方程化为标准形式 ,求出 ,再根据 求出 ,最后由 计算离心率。
  2. 第二问分析:
    • 设点与条件转化:设 ,。由 ,建立 之间的等量关系。
    • 直线方程:分情况讨论直线 的斜率是否存在。若存在,写出直线 的点斜式或一般式。
    • 位置关系判定:利用圆心到直线的距离 与圆半径 的大小关系判定。若 ,则相切。

✅【答案】

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结论:直线 与圆 相切。;当 时;当 时

✍【详细解析】

Abstract

(1) 求离心率 将椭圆方程 化为标准方程: 由此可知 , 则 ,即 。 椭圆的离心率 。

(2) 判定直线 与圆的位置关系 结论:直线 与圆 相切。 证明如下: 设 ,。由于 , 则 ()。

  1. 当 时: 代入 得 。 又点 在椭圆上,则 , 联立得 ,解得 或 。 若 ,则 (无解); 若 ,则 ,。 此时直线 垂直于 轴,方程为 。 圆心 到直线的距离 ,等于圆的半径,直线与圆相切。

  2. 当 时: 直线 的方程为:, 化简为一般式:。 圆心 到直线 的距离 。 将 代入分子: 。 由点 在椭圆上知 , 分子为 。 同理代入分母并化简(过程见解答图): 最终计算得 。 由于 ,直线 与圆 相切。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:椭圆离心率与直线和圆的位置关系。

  2. 核心方法:化标准方程求 ;由 设参,用点到直线距离证 。

  3. 避坑指南:注意审题与运算细节。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 椭圆标准方程与垂直条件的向量表示。

  2. 结论推广: 满足 的椭圆弦端点连线与圆 相切。

  3. 方法推广: 判定直线与圆位置关系用圆心到直线距离比较半径。

🔗【关联脉络】

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