三、解答题
(22)(本小题满分14分)
设椭圆的左、右焦点分别为
是椭圆上的一点,
,
原点到直线
的距离为
.
(Ⅰ)证明;
(Ⅱ)求使得下述命题成立:设圆
上任意点
处的切线交
椭圆于,
两点,则
.
本小题主要考查椭圆的标准方程和几何性质、直线方程、两条直线垂直、圆的方程
等基础知识,考查曲线和方程的关系等解析几何的基本思想方法及推理、运算能力.
满分14分.
(Ⅰ)证法一:由题设及
,
,不妨设点
,其中
,由于点
在椭圆上,有
,
,
解得,从而得到
,
直线的方程为
,整理得
.
由题设,原点到直线
的距离为
,即
,
将代入原式并化简得
,即
.
证法二:同证法一,得到点的坐标为
,
过点
作
,垂足为
,易知
,故
由椭圆定义得,又
,所以
,
解得,而
,得
,即
.
(Ⅱ)解法一:圆上的任意点
处的切线方程为
.
当时,圆
上的任意点都在椭圆内,故此圆在点
处的切线必
交椭圆于两个不同的点和
,因此点
,
的坐标是方程组
的解.当
时,由①式得
代入②式,得,即
,
于是,
.
若,则
.
所以,.由
,得
.
在区间内此方程的解为
.
当时,必有
,同理求得在区间
内的解为
.
另一方面,当时,可推出
,从而
.
综上所述,使得所述命题成立.
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