直线Y=kx-2交椭圆x^2/4+y^2/3=1于A,B两点,A,B的中垂线交Y轴于Q(0,t),求t的取值范围
来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/21 04:54:30
直线Y=kx-2交椭圆x^2/4+y^2/3=1于A,B两点,A,B的中垂线交Y轴于Q(0,t),求t的取值范围
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很明显,直线y=kx-2过点C(0,-2),容易验证出:点C在椭圆的下方.
考虑到对称性,只需要考虑k>0的情况就可以了.
当过点C的直线不存在斜率时,直线AB就是y轴,显然,此时弦AB的中点为原点.
当直线AB绕点C向右旋转时,点Q就会向上移动,∴t>0.······①
过C作椭圆的切线切椭圆于y轴右侧的点D(2cosu,√3sinu).
点D显然在第四象限上,∴sinu<0、cosu>0.
对x^2/4+y^2/3=1求导数,得:x/2+(2/3)yy′=0,∴y′=-3x/(4y),
∴CD的斜率=-3×2cosu/(4√3sinu)=-(√3/2)cotu.
而CD的斜率=(√3sinu+2)/(2cosu),∴(√3sinu+2)/(2cosu)=-(√3/2)cotu,
∴(√3sinu+2)sinu=-√3(cosu)^2,∴√3(sinu)^2+√3(cosu)^2+2sinu=0,
∴sinu=-√3/2,∴cosu=1/2.
∴点D的坐标为(1,-3/2).
∴CD的斜率=(-3/2+2)/(1-0)=1/2.
过D作CD的垂线交y轴于E(0,m),∴DE的斜率=-2,∴(m+3/2)/(0-1)=-2,
∴m=2-3/2=1/2.
自然,点Q永远都不会到达点E的位置,∴t<1/2.······②
由①、②,得:t的取值范围是(0,1/2).
考虑到对称性,只需要考虑k>0的情况就可以了.
当过点C的直线不存在斜率时,直线AB就是y轴,显然,此时弦AB的中点为原点.
当直线AB绕点C向右旋转时,点Q就会向上移动,∴t>0.······①
过C作椭圆的切线切椭圆于y轴右侧的点D(2cosu,√3sinu).
点D显然在第四象限上,∴sinu<0、cosu>0.
对x^2/4+y^2/3=1求导数,得:x/2+(2/3)yy′=0,∴y′=-3x/(4y),
∴CD的斜率=-3×2cosu/(4√3sinu)=-(√3/2)cotu.
而CD的斜率=(√3sinu+2)/(2cosu),∴(√3sinu+2)/(2cosu)=-(√3/2)cotu,
∴(√3sinu+2)sinu=-√3(cosu)^2,∴√3(sinu)^2+√3(cosu)^2+2sinu=0,
∴sinu=-√3/2,∴cosu=1/2.
∴点D的坐标为(1,-3/2).
∴CD的斜率=(-3/2+2)/(1-0)=1/2.
过D作CD的垂线交y轴于E(0,m),∴DE的斜率=-2,∴(m+3/2)/(0-1)=-2,
∴m=2-3/2=1/2.
自然,点Q永远都不会到达点E的位置,∴t<1/2.······②
由①、②,得:t的取值范围是(0,1/2).
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