已知圆O:x2+y2=1,直线l:y=33(x+4). (1)设圆O与x轴的两交点是F1,F2,若从F1发出的光线经l上的点M反射后过点F2,求以F1,F2为焦点且经过点M的椭圆方程; (2)点P是x轴负半轴上一点,从点

问题描述:

已知圆O:x2+y2=1,直线l:y=

3
3
(x+4).

(1)设圆O与x轴的两交点是F1,F2,若从F1发出的光线经l上的点M反射后过点F2,求以F1,F2为焦点且经过点M的椭圆方程;
(2)点P是x轴负半轴上一点,从点P发出的光线经l反射后与圆O相切.若光线从射出经反射到相切经过的路程最短,求点P的坐标.

解(1)如图,由光学几何知识可知,点F1关于l的对称点F1
在过点A(-4,0)且倾斜角为60°的直线l′上.
在△AF2F1′中,椭圆长轴长2a=MF1+MF2

F /1
F2
19

又椭圆的半焦距c=1,∴b2a2c2
15
4

∴所求椭圆的方程为
x2
19
4
+
y2
15
4
=1

(2)光线从射出经反射到相切经过的路程最短,即为l′上的点P′到圆O的切线长最短,
由几何知识可知,P′应为过原点O且与l垂直的直线与l′的交点,
这一点又与点P关于l对称,∴AP=AP′=2,故点P的坐标为(-2,0).