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=
(x+4).
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(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.
答
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=
F2=
F
/1
,
19
又椭圆的半焦距c=1,∴b2=a2−c2=
,15 4
∴所求椭圆的方程为
+x2
19 4
=1;y2
15 4
(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).