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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...

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.
(1)可设直线AB的方程为 y=k(x-1)+3,代入 椭圆3x2+y2=λ,可得 x1+x2=,再由线段的中点公式求出 k=1,于是求得直线AB的方程.  (2)用点斜式求得直线CD的方程为  x-y+2=0,代入椭圆方程,整理得 4x2+4x+4-λ=0  ③,利用根与系数的关系和中点公式求得 M(-,  ),再求得M(-,  )到直线AB的距离 d,即可得到圆的标准方程. 【解析】 (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=. 由N(1,3)是线段AB的中点,得 =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(x,y ),则 x3,x4 是方程③的两根, ∴x3+x4=-1,∴x==-,y=x+1=,即 M(-,  ). 又 M(-,  )到直线AB的距离 d==, 故所求圆的方程为 .
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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