Question

給定橢圓，稱圓心在坐標(biāo)原點(diǎn)O，半徑為的圓是橢圓C的“伴隨圓”，已知橢圓C的兩個(gè)焦點(diǎn)分別是.
（1）若橢圓C上一動(dòng)點(diǎn)滿足，求橢圓C及其“伴隨圓”的方程；
（2）在（1）的條件下，過(guò)點(diǎn)作直線l與橢圓C只有一個(gè)交點(diǎn)，且截橢圓C的“伴隨圓”所得弦長(zhǎng)為，求P點(diǎn)的坐標(biāo)；
（3）已知，是否存在a，b，使橢圓C的“伴隨圓”上的點(diǎn)到過(guò)兩點(diǎn)的直線的最短距離.若存在，求出a，b的值；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由.

Answer 1

（1）橢圓方程，伴隨圓方程；（2）；（3）存在，．

解析試題分析：（1）這是基本題，題設(shè)實(shí)質(zhì)已知，要求橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程，已知圓心及半徑求圓的方程；（2）為了求點(diǎn)坐標(biāo)，我們可設(shè)直線方程為，直線與橢圓只有一個(gè)公共點(diǎn)，即直線的方程與橢圓的方程聯(lián)立方程組，這個(gè)方程組只有一個(gè)解，消元后利用可得的一個(gè)方程，又直線截圓所得弦長(zhǎng)為，又得一個(gè)關(guān)于的方程，聯(lián)立可解得；（3）這是解析幾何中的存在性問(wèn)題，解決方法都是假設(shè)存在，然后去求出這個(gè)，能求出就說(shuō)明存在，不能求出就說(shuō)明不存在．解法如下，寫出過(guò)點(diǎn)的直線方程，求出圓心到這條直線的距離為，可見當(dāng)圓半徑不小于3時(shí)，圓上的點(diǎn)到這條直線的最短距離為0，即當(dāng)時(shí)，，但由于，無(wú)解，當(dāng)圓半徑小于3時(shí)，圓上的點(diǎn)到這條直線的最短距離為，由此得，又有，可解得，故存在．
（1）由題意：，則，所以橢圓的方程為，  2分
其“伴隨圓”的方程為．         4分
（2）設(shè)直線的方程為
由得       6分
則有得， ①      7分
由直線截橢圓的“伴隨圓”所得弦長(zhǎng)為，可得
，得 ②          8分
由①②得，又，故，所以點(diǎn)坐標(biāo)為．   9分
（3）過(guò)的直線的方程為：，
即，得        11分
由于圓心到直線的距離為
，            13分
當(dāng)時(shí)，，但，所以，等式不能成立；
當(dāng)時(shí)，，
由得所以
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/d0/f/focw52.png" style="vertical-align:middle;" />，所以，
得．所以