已知圆 $O:x^2+y^2=16$,$A,B$ 为圆与 $x$ 轴的两个不同的交点,$l_1,l_2$ 是圆 $O$ 在 $A,B$ 处的切线,$P$ 为圆上不与 $A,B$ 重合的点,过 $P$ 点的切线交 $l_1,l_2$ 于 $C,D$ 两点,$AD$ 与 $BC$ 交于点 $M(m,n)$.
【难度】
【出处】
2016年清华大学夏令营数学试题
【标注】
  • 知识点
    >
    解析几何
    >
    椭圆
    >
    椭圆的方程
    >
    椭圆的标准方程
  • 知识点
    >
    解析几何
    >
    椭圆
    >
    椭圆的方程
    >
    椭圆的标准方程
  1. 求 $m$ 与 $n$ 之间的数量关系;
    标注
    • 知识点
      >
      解析几何
      >
      椭圆
      >
      椭圆的方程
      >
      椭圆的标准方程
    答案
    $\dfrac{m^2}{16}+\dfrac{n^2}4=1$($n\ne 0$)
    解析
    如图,设 $P$ 在 $x$ 轴上的投影为 $H$,则由梯形的性质可得其对角线的交点 $M$ 为线段 $PH$ 的中点.因此 $m$ 与 $n$ 之间的数量关系为 $\dfrac{m^2}{16}+\dfrac{n^2}4=1$($n\ne 0$).
  2. 存在一点 $Q(a,0)$ 且 $a>0$ 使得 $|QM|$ 的最小值是 $\dfrac{\sqrt 7}2$,求 $a$ 的值.
    标注
    • 知识点
      >
      解析几何
      >
      椭圆
      >
      椭圆的方程
      >
      椭圆的标准方程
    答案
    $\dfrac{3\sqrt 3}2$
    解析
    根据题意,有\[\begin{split}|QM|^2&=(m-a)^2+n^2\\
    &=(m-a)^2+4-\dfrac 14m^2\\
    &=\dfrac 34\left(m-\dfrac {4a}3\right)^2+4-\dfrac 13a^2,\end{split}\]由于 $n\ne 0,m<4$,因此只有\[\begin{cases}-4<\dfrac{4a}3<4,\\ 4-\dfrac 13a^2=\left(\dfrac {\sqrt{7}}2\right)^2,\end{cases}\]解得 $a=\dfrac{3\sqrt 3}2$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
0.108117s