Question

已知直線（k+1）x-y-3-3k=0（k∈R）所經(jīng)過(guò)的定點(diǎn)F恰好是橢圓C的一個(gè)焦點(diǎn)，且橢圓C上的點(diǎn)到點(diǎn)F的最大距離為8．
（Ⅰ）求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程；（7分）
（Ⅱ）已知圓O：x²+y²=1，直線l：mx+ny=1．試證明當(dāng)點(diǎn)P（m，n）在橢圓C上運(yùn)動(dòng)時(shí)，直線l與圓O恒相交；并求直線l被圓O所截得的弦長(zhǎng)的取值范圍．（8分）

Answer 1

（Ⅰ）由（k+1）x-y-3-3k=0（k∈R），得x-y-3+k（x-3）=0，
則由

x-y-3=0 x-3=0

，解得定點(diǎn)F（3，0）；
設(shè)橢圓C的方程為

x2

a2

+

y2

b2

=1(a＞b＞0)，則

c=3 a+c=8 a2=b2+c2

，解得

a=5 b=4 c=3

；
所以橢圓C的方程為

x2

25

+

y2

16

=1．
（Ⅱ）因?yàn)辄c(diǎn)P（m，n）在橢圓C上運(yùn)動(dòng)，所以1=

m2

25

+

n2

16

＜m2+n2，從而圓心O到直線l：mx+ny=1的距離d=

1

m2+n2

＜1=r，所以直線l與圓O恒相交；
又直線l被圓O截得的弦長(zhǎng)為L=2

r2-d2

=2

1- 1 m2+n2

=2

1- 1 9 25 m2+16

，
由于0≤m²≤25，所以16≤

9

25

m2+16≤25，則L∈[

15

2

，

4 6

5

]，
即直線l被圓O截得的弦長(zhǎng)的取值范圍是L∈[

15

2

，

4 6

5

]．