Question

【題目】設(shè)橢圓，圓為.

（1）若橢圓的長(zhǎng)軸為4，且焦距與橢圓的焦距相等，求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程；

（2）過(guò)圓上任意一點(diǎn)作其切線，若與橢圓交于兩點(diǎn)，求證：為定值（為坐標(biāo)原點(diǎn)）；

（3）在（2）的條件下，求面積的取值范圍.

Answer 1

【答案】（1）或；（2）證明見(jiàn)解析；（3）.

【解析】

（1）求出橢圓的焦距，可得橢圓的焦距，結(jié)合橢圓的長(zhǎng)軸為4與性質(zhì)，求出的值，討論兩種情況即可得結(jié)果；（2）當(dāng)直線的斜率不存在時(shí)，.當(dāng)直線的斜率存在時(shí)，設(shè)其方程為，與橢圓方程聯(lián)立 ，利用韋達(dá)定理，結(jié)合平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示可證明從而可得結(jié)果；（3）求得，要求的取值范圍，只需求出弦長(zhǎng)的取值范圍.由弦長(zhǎng)公式可得，利用基本不等式可得結(jié)果.

（1）設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為或，由題知，則，

∴橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為或；

（2）①當(dāng)直線的斜率不存在時(shí)，不妨設(shè)其方程為，則，所以.

②當(dāng)直線的斜率存在時(shí)，設(shè)其方程為，并設(shè)，

則由得，即，

故，即

且，

由直線與“相關(guān)圓” 相切，得，即，

故

，

從而，即，

綜合上述，得為定值.

（3）由于，所以求的取值范圍，只需求出弦長(zhǎng)的取值范圍.

當(dāng)直線的斜率不存在時(shí)，由（2）的①，知；

當(dāng)直線的斜率存在時(shí)，

.

①當(dāng)時(shí)，；

②當(dāng)時(shí)，因?yàn)?/span>，所以，

故，當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)，，

于是的取值范圍為，因此的取值范圍為.