(07年上海卷理)(18分)
已知半椭圆与半椭圆
组成的曲线称为“果圆”,其中
。如图,设点
,
,
是相应椭圆的焦点,
,
和
,
是“果圆” 与
,
轴的交点,
(1)若三角形是边长为1的等边三角形,求“果圆”的方程;
(2)若,求
的取值范围;
(3)一条直线与果圆交于两点,两点的连线段称为果圆的弦。是否存在实数,使得斜率为
的直线交果圆于两点,得到的弦的中点的轨迹方程落在某个椭圆上?若存在,求出所有
的值;若不存在,说明理由。
(07年上海卷理)(18分)
已知半椭圆与半椭圆
组成的曲线称为“果圆”,其中
。如图,设点
,
,
是相应椭圆的焦点,
,
和
,
是“果圆” 与
,
轴的交点,
(1)若三角形是边长为1的等边三角形,求“果圆”的方程;
(2)若,求
的取值范围;
(3)一条直线与果圆交于两点,两点的连线段称为果圆的弦。是否存在实数,使得斜率为
的直线交果圆于两点,得到的弦的中点的轨迹方程落在某个椭圆上?若存在,求出所有
的值;若不存在,说明理由。
解析:(1)
,
,
于是,所求“果圆”方程为
,
(2)由题意,得 ,即
.
,
,得
.
又.
.
(3)设“果圆”的方程为
,
.
记平行弦的斜率为.
当时,直线
与半椭圆
的交点是
,与半椭圆
的交点是
.
的中点
满足
得
.
,
.
综上所述,当时,“果圆”平行弦的中点轨迹总是落在某个椭圆上.
当时,以
为斜率过
的直线
与半椭圆
的交点是
.
由此,在直线右侧,以
为斜率的平行弦的中点轨迹在直线
上,
即不在某一椭圆上.
当时,可类似讨论得到平行弦中点轨迹不都在某一椭圆上.