已知点P(4,4),圆C:(x-m)2+y2=5(m<3)与椭圆E:
有一个公共点A(3,1),F1、F2分别是椭圆的左、右焦点,直线PF1与圆C相切.(1)求直线PF1的方程;
(2)求椭圆E的方程;
(3)设Q为椭圆E上的一个动点,求证:以QF1为直径的圆与圆x2+y2=18相切.在线课程解:(1)因为A(3,1)在⊙C上,
所以,
,m=1.所以,⊙C:(x-1)2+y2=5.(2分)
易知直线PF1的斜率存在,设直线PF1方程:y-4=k(x-4),
即:kx-y+(4-4k)=0
题设有:
,
或
(4分)
时,直线PF1方程
,令y=0,则
,不合题意(舍去)
时,直线PF1方程:x-2y+4=0.令y=0,则x=-4<0满足题设.
所以,直线PF1方程为:x-2y+4=0.(6分)
(2)由(1)知F1(-4,0),
所以,F2(4,0),a2-b2=16①(7分)
又

所以,
(9分)所以,b2=2(10分)
椭圆E的方程:
.(11分)(3)设QF1的中点为M,连QF2.
则
=
(15分)所以,以QF1为直径的圆内切于圆
,即x2+y2=18.(16分)
分析:(1)因为A(3,1)在⊙C上,所以
,m=1.所以⊙C:(x-1)2+y2=5.设直线PF1方程:y-4=k(x-4),由题设知:
,
或
.由此能求出直线PF1方程.(2)由F1(-4,0),知F2(4,0),a2-b2=16.由
,知
,b2=2,由此能求出椭圆E的方程.(3)设QF1的中点为M,连QF2.
=
,由此能证明以QF1为直径的圆与圆x2+y2=18相切.点评:本题考查直线方程和椭圆方程的求法,证明以QF1为直径的圆与圆x2+y2=18相切.解题时要认真审题,注意挖掘题设中的隐含条件,灵活运用圆锥曲线的性质,合理地进行等价转化.