(本小题满分 14 分) 已知椭圆 C : x^ 2 a^…——2014 高考数学第 18 题答案解析

2014_退役省自主命题 (2014·文)

2014 ?? 第 18 题 解答题 区分题
2014_退役省自主命题 (2014·文)

20.(本小题满分 14 分)
已知椭圆 $\mathrm{C}: \frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1(a>b>0)$ 的一个焦点为 $(\sqrt{5}, 0)$ ,离心率 $\mathrm{e}=\frac{\sqrt{5}}{3}$ ,且椭圆 C 上的点到 $\mathrm{Q}(0,2)$ 的距离的最大值为 3 .
(1)求椭圆 C 的标准方程;
(2)若动点 $P\left(x_{0}, y_{0}\right)$ 为椭圆C外一点,且点 $P$ 到椭圆 C 的两条切线相互垂直,求点 $P$ 的轨迹方程。

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【解答】
解:
(1)
椭圆方程为:$\frac{x^{2}}{9}+\frac{y^{2}}{4}=1$
设两个切点分别为 $A , B$
②①当两条切线中有一条斜率不存在时,即 $A , B$ 两点分别位于椭圆长轴与短轴的端点,$P$ 点坐标为 $( \pm 3, \pm 2)$
②当两条切线斜率均存在时,
设椭圆切线斜率为 k ,过点 P 的椭圆切线方程为 $\mathrm{y}-\mathrm{y}_{0}=k\left(x-x_{0}\right)$
联立 $\left\{\begin{array}{l}\mathrm{y}-\mathrm{y}_{0}=k\left(x-x_{0}\right) \\ \frac{x^{2}}{9}+\frac{y^{2}}{4}=1\end{array}\right.$ ,得
$\left(9 k^{2}+4\right) x^{2}+\left(18 k y_{0}-18 k^{2} x_{0}\right) x+9 k^{2} x_{0}^{2}-18 k x_{0} y_{0}+9 y_{0}^{2}-36=0$
$\Delta=0 \Rightarrow 9 k^{2}+4=\left(k x_{0}-y_{0}\right)^{2} \Rightarrow\left(x_{0}^{2}-9\right) k^{2}-2 x_{0} y_{0} k+y_{0}^{2}-4=0$
设 $P A , P B$ 斜率分别为 $k_{1} , k_{2}$ ,则 $k_{1} \bullet k_{2}=\frac{y_{0}^{2}-4}{x_{0}^{2}-9}$
又 $P A , P B$ 互相垂直,$\therefore k_{1} \bullet k_{2}=\frac{y_{0}^{2}-4}{x_{0}^{2}-9}=-1$
化简得 $x_{0}^{2}+y_{0}^{2}=13\left(x_{0} \neq \pm 3\right)$
又 $\because P( \pm 3, \pm 2)$ 在 $x_{0}^{2}+y_{0}^{2}=13$ 上
∴ 点 $P$ 在圆 $x^{2}+y^{2}=13$ 上.

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