每日一题[2784]切线方程

已知椭圆 $C:\dfrac{x^2}{a^2} + \dfrac{y^2}{b^2} = 1$($a > b > 0$)的焦距为 $ 4 $,且过点 $P\left(\sqrt 2 ,\sqrt 3 \right)$.

1、求椭圆 $ C $ 的方程.

2、设 $Q\left({x_0},{y_0}\right)$(${x_0}{y_0} \ne 0$)为椭圆 $C$ 上一点,过点 $Q$ 作 $x$ 轴的垂线,垂足为 $E$.取点 $A\left(0,2\sqrt 2 \right)$,连接 $AE$,过点 $A$ 作 $AE$ 的垂线交 $x$ 轴于点 $D$.点 $G$ 是点 $D$ 关于 $y$ 轴的对称点,作直线 $QG$,问这样作出的直线 $QG$ 是否与椭圆 $ C $ 一定有唯一的公共点?并说明理由.

解析

1、本题考查椭圆的标准方程,用基本量表达条件即可. 根据题意,有\[\begin{cases} 2\sqrt{a^2-b^2}=4,\\ \dfrac{2}{a^2}+\dfrac{3}{b^2}=1,\end{cases}\iff \begin{cases} a^2=8,\\ b^2=4,\end{cases}\]因此椭圆 $C$ 的方程为 $\dfrac{x^2}{8} + \dfrac{y^2}{4} = 1$.

2、本题考查直线与椭圆的位置关系,用 $Q$ 点的坐标作参数表达相切、垂径与对称是解决问题的关键. 如图.

根据题意,点 $Q$ 处的切线 $l:\dfrac{x_0x}{8}+\dfrac{y_0y}4=1$,其横截距为 $\dfrac8{x_0}$.点 $E(x_0,0)$,于是 $\overrightarrow{AE}=\left(x_0,-2\sqrt 2\right)$,于是\[AD:x_0x-2\sqrt 2y+8=0,\]因此 $D\left(-\dfrac 8{x_0},0\right)$,进而 $G\left(\dfrac 8{x_0},0\right)$,于是直线 $QG$ 与直线 $l$ 重合,与椭圆 $ C $ 一定有唯一的公共点 $ Q $.

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