已知椭圆 $ C $ 的左、右焦点坐标分别是 $\left( - \sqrt 2 ,0\right)$,$\left(\sqrt 2 ,0\right)$,离心率是 $\dfrac{\sqrt 6 }{3}$,直线 $y = t$ 与椭圆 $ C $ 交于不同的两点 $ M$,$N $,以线段 $ MN $ 为直径作圆 $ P $,圆心为 $ P $.
【难度】
【出处】
2010年高考北京卷(文)
【标注】
  1. 求椭圆 $ C $ 的方程;
    标注
    答案
    解析
    因为 $ {\dfrac{c}{a}}={\dfrac{{\sqrt{6}}}{3}} $,且 $ c={\sqrt{2}} $,
    所以 $a={\sqrt{3}} $,$ b={\sqrt{a^2-c^2}}=1$,
    所以椭圆 $ C $ 的方程为 $ {\dfrac{x^2}{3}}+y^2=1 $.
  2. 若圆 $ P $ 与 $ x $ 轴相切,求圆心 $ P $ 的坐标;
    标注
    答案
    解析
    由题意知 $ P\left(0,t\right)\left(-1<t<1\right) $,由 $ \begin{cases} y=t,\\ {\dfrac{x^2}{3}}+y^2=1,\end{cases} $ 得 $x=\pm {\sqrt{3\left(1-t^2\right)}}$.
    所以圆 $ P $ 的半径为 $ {\sqrt{3\left(1-t^2\right)}} $.
    当圆 $ P $ 与 $ x $ 轴相切时,$ |t|={\sqrt{3\left(1-t^2\right)}}$,解得 $t=\pm {\dfrac{{\sqrt{3}}}{2}}$.
    所以点 $ P $ 的坐标是 $\left( 0,\pm {\dfrac{{\sqrt{3}}}{2}} \right)$.
  3. 设 $ Q\left(x,y\right) $ 是圆 $ P $ 上的动点,当 $ t $ 变化时,求 $ y $ 的最大值.
    标注
    答案
    解析
    由(2)知,圆 $ P $ 的方程为\[ x^2+\left(y-t\right)^2=3\left(1-t^2\right). \]因为点 $ Q\left(x,y\right) $ 在圆 $ P $ 上,所以\[y=t\pm {\sqrt{3\left(1-t^2\right)-x^2}}\leqslant t+{\sqrt{3\left(1-t^2\right)}}.\]设 $ t= \cos \theta $,$ \theta \in \left(0,{\mathrm \pi } \right) $,则\[ t+{\sqrt{3\left(1-t^2\right)}}=\cos \theta +{\sqrt{3}}\sin\theta =2\sin \left(\theta +{\dfrac{{\mathrm \pi } }{6}}\right) .\]当 $ \theta ={\dfrac{\mathrm \pi }{3}} $,即 $ t={\dfrac{1}{2}} $,且 $ x=0 $ 时,$ y $ 取最大值 $ 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 问题3 答案3 解析3 备注3
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