作业帮 > 数学 > 作业

设A、B是椭圆3x2+y2=λ上的两点,点N(1,3)是线段AB的中点,线段AB的垂直平分线与椭圆相交于C、D两点.

来源:学生作业帮 编辑:灵鹊做题网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/06/04 23:01:04
设A、B是椭圆3x2+y2=λ上的两点,点N(1,3)是线段AB的中点,线段AB的垂直平分线与椭圆相交于C、D两点.
(1)确定λ的取值范围,并求直线AB的方程;
(2)求以线段CD的中点M为圆心且与直线AB相切的圆的方程.
设A、B是椭圆3x2+y2=λ上的两点,点N(1,3)是线段AB的中点,线段AB的垂直平分线与椭圆相交于C、D两点.
(1)依题意,显然直线AB的斜率存在,可设直线AB的方程为 y=k(x-1)+3,
代入 椭圆3x2+y2=λ,整理得 (k2+3 ) x2-2k(k-3)x+(k-3)2-λ=0     ①
设 A ( x1,y1 ),B (x2,y2 ),则 x1,x2  是方程①的两个不同的根,
∴△=4k2 (k-3)2-4 (k2+3 )[(k-3)2-λ]>0  ②,且 x1+x2=
2k(k−3)
k2+3.
由N(1,3)是线段AB的中点,得
x1 +x2
2=1,∴k(k-3)=k2+3,∴k=-1.
代和②得 λ>12,即 λ 的取值范围是(12,+∞),于是直线AB的方程为 y-3=-(x-1),
即 x+y-4=0.
(2)∵CD垂直平分线段AB,∴直线CD的方程为 y-3=x-1,即 x-y+2=0,
代入椭圆方程,整理得 4x2+4x+4-λ=0     ③.
设 C(x3,y3 ),D  (x4,y4 ),CD的中点为 M(x0,y0 ),则 x3,x4 是方程③的两根,
∴x3+x4=-1,∴x0=
x1 +x2
2=-
1
2,y0=x0+2=
3
2,即 M(-
1
2,
3
2  ).
又 M(-
1
2,
3
2  )到直线AB的距离 d=
|−
1
2+
3
2−4|

2=
3
2
2,
故所求圆的方程为 (x+
1
2)2+(y−
3
2)2=
9
2.