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    11平面解析几何(直线与方程、圆与方程)-山东省2023-2024学年高三上学期期末数学专题练习(人教A版,2019新版)

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    11平面解析几何(直线与方程、圆与方程)-山东省2023-2024学年高三上学期期末数学专题练习(人教A版,2019新版)

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    这是一份11平面解析几何(直线与方程、圆与方程)-山东省2023-2024学年高三上学期期末数学专题练习(人教A版,2019新版),共30页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
    一、单选题
    1.(2023上·山东德州·高三统考期末)曲线上有两个不同动点,动点到的最小距离为,点与和的距离之和的最小值为,则的值为( )
    A.B.C.D.
    2.(2023上·山东菏泽·高三统考期末)设圆C:上恰好有三个点到直线的距离等于1,则圆半径r的值为( )
    A.2B.4C.D.3
    3.(2023上·山东烟台·高三统考期末)过直线上一点作圆的两条切线,,若,则点的横坐标为( )
    A.0B.C.D.
    4.(2023上·山东烟台·高三统考期末)设分别为椭圆的左顶点和上顶点,为的右焦点,若到直线的距离为,则该椭圆的离心率为( )
    A.B.C.D.
    5.(2022上·山东烟台·高三统考期末)若直线将圆分成的两段圆弧长度之比为1:3,则实数a的值为( )
    A.﹣4B.﹣4或2C.2D.﹣2或4
    6.(2022上·山东青岛·高三统考期末)已知集合,.若,则( )
    A.B.
    C.或D.或
    7.(2022上·山东济宁·高三统考期末)已知圆,点,直线.点是圆上的动点,点是上的动点,则的最小值为( )
    A.11B.12C.13D.14
    8.(2022·山东滨州·高三校联考期末)已知圆C的半径为,其圆心C在直线上,圆C上的动点P到直线的距离的最大值为,则圆C的标准方程为( )
    A.B.
    C.D.
    9.(2022上·山东菏泽·高三统考期末)瑞士著名数学家欧拉在1765年提出定理:三角形的外心、重心、垂心位于同一直线上.这条直线被后人称为三角形的“欧拉线”.在平面直角坐标系中作,,点,点,过其“欧拉线”上一点Р作圆O:的两条切线,切点分别为M,N,则的最小值为( )
    A.B.C.D.
    10.(2022上·山东济宁·高三统考期末)已知函数在点处的切线与直线垂直,则( )
    A.B.C.D.0
    二、多选题
    11.(2023上·山东泰安·高三统考期末)已知,,动点P满足.设点P的轨迹为曲线C,直线l:与曲线C交于D,E两点,则下列结论正确的是( )
    A.曲线C的方程为B.的取值范围为
    C.当最小时,D.当最大时,
    12.(2023上·山东烟台·高三山东省烟台第一中学校考期末)已知直线,圆,则以下命题正确的是( )
    A.直线均与圆E不一定相交
    B.直线被圆E截得的弦长的最小值
    C.直线被圆E截得的弦长的最大值6
    D.若直线与圆E交于与圆E交于,则四边形面积最大值为14
    13.(2023上·山东枣庄·高三统考期末)已知直线,圆,则( )
    A.圆心C到l距离的最大值为
    B.圆上至少有3个点到l的距离为
    C.圆上到l的距离为的点有且只有2个
    D.若,l与C相交于A,B两点,过A,B两点作C的切线,则两切线的交点坐标为
    14.(2022上·山东青岛·高三青岛二中校考期末)点P在圆M:上,点A(4,0),点B(0,2),下列结论正确的是( )
    A.过点A可以作出圆的两条切线
    B.圆M关于直线AB对称的圆的方程为
    C.点P到直线AB距离的最大值为
    D.当∠PBA最大时,
    15.(2022上·山东聊城·高三山东聊城一中校考期末)若直线上存在点P,过点P可作圆的两条切线PA,PB,切点为A,B,且,则实数m的取值可以为( )
    A.3B.2C.0D.
    16.(2022上·山东济南·高三统考期末)在平面直角坐标系内,已知,,是平面内一动点,则下列条件中使得点的轨迹为圆的有( )
    A.B.
    C.D.
    17.(2022上·山东淄博·高三山东省淄博实验中学校考期末)在平面直角坐标系中,过直线上任一点作圆的两条切线,切点分别为、,则下列说法正确的是( )
    A.四边形为正方形时,点的坐标为
    B.四边形面积的最小值为1
    C.不可能为钝角
    D.当为等边三角形时,点的坐标为
    18.(2022上·山东济宁·高三统考期末)已知抛物线,其焦点为,点是抛物线上的动点,过点作直线的垂线,垂足为,则( )
    A.直线过定点
    B.当点到直线的距离最大时,
    C.动点的轨迹为椭圆
    D.的最小值为
    19.(2022上·山东聊城·高三山东聊城一中校考期末)在平面直角坐标系xOy中,点F是抛物线的焦点,点,在抛物线C上,则下列结论正确的是( )
    A.C的准线方程为B.
    C.D.
    三、填空题
    20.(2023上·山东德州·高三统考期末)已知直线与圆交于、两点.若,则实数的取值范围是 .
    21.(2023上·山东济南·高三统考期末)已知函数,所有满足的点中,有且只有一个在圆上,则圆的标准方程可以是 .(写出一个满足条件的圆的标准方程即可)
    22.(2022上·山东潍坊·高三统考期末)过直线上一点P(点P不在x轴上)作抛物线的两条切线,两条切线分别交x轴于点G,H,则外接圆面积的最小值为 .
    23.(2022上·山东德州·高三统考期末)设,为双曲线C:的左右焦点,O为坐标原点,以为直径的圆与该双曲线C的一条渐近线交于O,P两点,若,则C的离心率为 .
    24.(2022·山东滨州·高三校联考期末)已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,过右支上一点P作双曲线C的一条渐近线的垂线,垂足为H.若的最小值为3a,则双曲线C的离心率为 .
    25.(2022上·山东枣庄·高三统考期末)设与相交于两点,则 .
    26.(2022上·山东淄博·高三统考期末)已知抛物线,圆,点,若A,B分别是,上的动点,则的最小值为 .
    四、解答题
    27.(2023上·山东德州·高三统考期末)已知椭圆的左右焦点分别是,,点P在椭圆C上,以为直径的圆过点.
    (1)求椭圆C的标准方程;
    (2)已知A,B是椭圆C上的两个不同的动点,以线段AB为直径的圆经过坐标原点O,是否存在以点O为圆心的定圆与AB相切?若存在,求出定圆的方程,若不存在,说明理由.
    28.(2023上·山东日照·高三校联考期末)设椭圆的左右焦点分别为,椭圆的上顶点,点为椭圆上一点,且.
    (1)求椭圆的离心率及其标准方程;
    (2)圆圆心在原点,半径为,过原点的直线与椭圆交于两点,椭圆上一点满足,试说明直线与圆的位置关系,并证明.
    29.(2022上·山东青岛·高三统考期末)已知椭圆离心率为,短轴长为,过的直线与椭圆C相切于第一象限的T点.
    (1)求椭圆C的方程和T点坐标;
    (2)设O为坐标原点,直线平行于直线OT,与椭圆C交于不同两点A,B,且与直线l交于点P.证明:为定值.
    30.(2021上·山东青岛·高三校考期末)设F1、F2分别是椭圆的左、右焦点,E是椭圆C的上顶点,是等边三角形,短轴长为.
    (1)求椭圆C的方程;
    (2)已知A,B分别为椭圆左右顶点,位于轴两侧的P,Q分别是椭圆C和圆上的两个动点,且直线PQ与x轴平行,直线AP,BP分别与轴交于M,N,证明:.
    31.(2020上·山东青岛·高三统考期末)给定椭圆,称圆心在原点、半径为的圆是椭圆的“卫星圆”,若椭圆的离心率为,点在上.
    (1)求椭圆的方程和其“卫星圆”方程;
    (2)点是椭圆的“卫星圆”上的一个动点,过点作直线、使得,与椭圆都只有一个交点,且、分别交其“卫星圆”于点、,证明:弦长为定值.
    参考答案:
    1.C
    【分析】对于可直接利用两点间的距离公式结合二次函数进行求解,对于可利用抛物线的性质,结合图象观察发现取得最值时的的位置进行求解.
    【详解】设,则,结合关系式可变形为:,当,即动点坐标为时,取到最小距离,即;
    由题知,曲线为抛物线在第一象限的部分以及原点,其焦点为,准线为,设,过作准线,垂足为,根据抛物线定义,,过作准线,垂足为,交抛物线于,当在运动时,结合下图可知,,当运动到时取得等号,即的最小值为.故.
    故选:C
    2.D
    【分析】首先求圆心到直线的距离,再利用数形结合可得的值.
    【详解】圆心到直线的距离,
    若圆上有3个点到直线的距离等于1,则.
    故选:D
    3.D
    【分析】由题意可得,,则,,设,由两点间的距离公式代入解方程即可得出答案.
    【详解】如下图,过直线上一点作圆的两条切线,,
    设圆心,连接,,
    可得,,则,
    所以,所以,
    因为点在直线上,
    所以设,,
    ,解得:.
    故选:D.
    4.A
    【分析】根据椭圆的标准方程得到的坐标,再利用两点式可得到直线的方程,结合点到直线的距离公式和椭圆的离心率求解即可.
    【详解】由题意可得,
    所以直线的方程为,整理得,
    所以到直线的距离,所以①,
    又因为椭圆中②,③,
    所以联立①②③得,解得,
    又因为,所以,
    故选:A
    5.D
    【分析】设直线和圆相交于AB,则根据较短弧长与较长弧长之比为1:3得到对应三角形为直角三角形,利用点与直线的距离建立条件关系即可.
    【详解】圆的标准方程为,圆心为,半径,
    设直线和圆相交于AB,
    由较短弧长与较长弧长之比为1:3,则,故,
    则圆心到直线的距离,
    即,解得或4,
    故选:D.
    6.A
    【分析】根据集合表示点的含义,可得直线与圆相交或相切,然后得到,整理解出不等式即可得出答案.
    【详解】由已知可得,集合表示的点在圆上,圆心为,半径,集合表示的点为直线,即上的点.
    由可知,直线与圆有交点,即直线与圆相交或相切,
    所以圆心到直线的距离,即,
    整理可得,解得.
    故选:A.
    7.B
    【分析】找到关于的对称点,由且,即可求最小值.
    【详解】由题设,即是圆心为,半径为1的圆,
    又,在圆外同时不在直线上,如下图示:
    若为关于的对称点,则,
    则,而,
    所以,仅当共线且在之间时等号成立,
    故的最小值为12.
    故选:B
    8.A
    【分析】由直线方程可知恒过定点,结合条件可得圆心C到直线的距离的最大值为,由几何知识可知CA垂直直线时,圆心C到直线的距离的最大,利用两点间距离公式即求.
    【详解】∵直线,
    ∴,令,得,
    ∴直线恒过定点,

    ∵圆C上的动点P到直线的距离的最大值为,
    ∴圆心C到直线的距离的最大值为,
    又圆心C在直线上,
    ∴可设,当直线CA垂直直线时,圆心C到直线的距离的最大,
    ∴,解得,
    故圆心,
    ∴圆C的标准方程为.
    故选:A.
    9.B
    【分析】求中垂线方程,结合点线距离判断“欧拉线”与圆O的位置关系并求出圆心到直线的距离,由几何关系判断的最小时的位置,进而求的最小值.
    【详解】由题设,中点为,“欧拉线”斜率为,
    所以“欧拉线”方程为,即,
    又到的距离为,即“欧拉线”与圆O相离,
    要使的最小,则在△与△中最小,即最大,而仅当“欧拉线”时最大,
    所以,则,且圆O半径 ,,
    所以,即.
    故选:B
    10.B
    【分析】求出后可求的值.
    【详解】,故,
    故图象在点处的切线的斜率为,
    所以即,
    故选:B
    11.ABD
    【分析】根据给定条件,求出曲线C的方程判断A;再利用曲线C的性质计算判断B,C,D作答.
    【详解】设点,则,由得:
    ,整理得:,即,
    所以曲线C的方程为,A正确;
    显然曲线C是以点为圆心,4为半径的圆,,点A在圆C外,
    ,所以的取值范围为,B正确;
    直线l:恒过定点,显然点在圆C内,线段是经过点的圆的弦,
    直线的斜率,由圆的性质知,当最小时,,则有,解得,C错误;
    当最大时,线段是经过点的圆的直径,则,解得,D正确.
    故选:ABD
    12.BCD
    【分析】求出直线过同一个定点,而点在圆E内部,所以直线均与圆E相交可判断A;当时,直线被圆E截得的弦长最小,求出最小值可判断B;当时,直线被圆E截得的弦长最大,求出最大值可判断C;设圆心E到直线的距离分别为,由结合均值不等式可判断D.
    【详解】解析:由题意,直线,即.
    令,得,即直线过定点;
    直线,即,令,得,
    即直线过定点,所以直线过同一个定点,记为点M.
    圆可化为,
    而点在圆E内部,所以直线均与圆E相交,所以A选项错误;
    对于直线,当时,直线被圆E截得的弦长最小,且最小值为,所以B选项正确;
    对于直线,当时,直线被圆E截得的弦长最大,且最大值恰好为圆E的直径6,所以C选项正确;
    又当时,直线的斜率为a,直线的斜率为,即直线.
    设圆心E到直线的距离分别为,
    则,又,
    即,所以,
    所以,
    当且仅当时,等号成立,
    故四边形面积最大值为14,所以D选项正确,
    故选:BCD.
    13.BC
    【分析】依题意求出直线恒过定点,并判断点与圆的位置关系,进而可判断A,B,C的正误,将代入圆的方程可知点在圆上,即可判断D的正误.
    【详解】直线,化简得,
    可知直线恒过定点,代入到圆,
    可得,所以点在圆内,
    易知圆的圆心为,半径,
    所以当时,圆心C到l距离有最大值,故A错误,
    此时半径,所以圆上恰好有3个点到l的距离为,
    当与不垂直时,圆心C到l距离小于,
    那么圆上会有4个点到l的距离为,
    所以圆上至少有3个点到l的距离为,故B正确,
    由圆的对称性可知,无论为何值时,
    圆上到l的距离为的点有且只有2个,故C正确,
    当,l与C相交于A,B两点,过A,B两点作C的切线,
    则两切线的交点必在圆外,而点代入到圆,
    可知,即点在圆上,
    所以点不是两切线的交点,故D错误,
    故选:BC.
    14.ACD
    【分析】对于A,判断出点A(4,0)在圆M外,据此判断A;对于B,求出圆M关于直线AB对称的点为,进而得到圆M关于直线AB对称的圆的方程;对于C,先求点M到直线AB距离,加上半径即点P到直线AB距离的最大值;对于D,当与圆M相切时,∠PBA最大或最小,求出即可.
    【详解】解:对于A,,点A(4,0)在圆M外,所以过点A可以作出圆M的两条切线,故A正确;对于B,有题知,直线AB的方程为:,设圆M关于直线AB对称的点为,由解得,圆M关于直线AB对称的圆的方程的圆心为,圆M关于直线AB对称的圆的方程为,故B错误;对于C,点M到直线AB距离为,所以点P到直线AB距离的最大值为,故C正确;对于D,如图,当与圆M相切时,∠PBA最大或最小,此时,故D正确.

    故选:ACD
    15.BCD
    【分析】求出,等价于直线与圆有公共点结合选项可得答案.
    【详解】若,因为,
    所以,又,
    所以四边形是边长为1的正方形,所以对角线,
    等价于直线与圆有公共点,
    由圆心到直线的距离公式可得,解之可得,
    故选:BCD.
    16.BCD
    【分析】利用向量的坐标运算,通过题设条件,求出满足条件的动点C的轨迹方程,再根据轨迹方程判断即可.
    【详解】解:设点C的坐标为 则
    对于A:由得,即,故A错误;
    对于B:由得,整理得,即,故B正确;
    对于C:由得,即,故C正确;
    对于D:由得,即,故D正确;
    故选:BCD
    17.ABC
    【分析】对A:四边形为正方形时,由即可求解;对B:由,求出即可判断;对C:由,在直角三角形中,分析知,从而即可判断;对D:当为等边三角形时,,则从而即可求解.
    【详解】解:对A:设,由题意,四边形为正方形时, ,解得,所以点的坐标为,选项A正确;
    对B:四边形面积,
    因为,所以,故选项B正确;
    对C:由题意,,在直角三角形中,,
    由选项B知,所以,
    因为为锐角,所以,所以,故选项C正确;
    对D:当为等边三角形时,,所以,则,解得或,此时点的坐标为或,故选项D错误;
    故选:ABC.
    18.ABD
    【分析】根据题意求出直线的定点即可判断选项A;利用点到直线的距离公式,将式子整理化简即可判断选项B;根据垂直即可判断选项C;作出图象,借助抛物线的定义即可判断选项D.
    【详解】直线可化为,令,解得:,所以直线过定点,故选项正确;
    由题意可知:,则点到直线的距离,
    当时,;
    当时,,
    因为,所以当时,取最大值,也即点到直线的距离最大时,,故选项正确;
    因为过点作直线的垂线,垂足为,直线过定点,则,所以点在以(的长度为定值)为直径的圆上,也即动点的轨迹为圆,故选项错误;
    过点作与准线垂直并交准线于点,连接,取的中点,则的坐标为,,因为,则点在以为直径的圆上,其方程为,又由,得,如图所示:
    的最小值为圆上的点到准线的距离的最小值,过点作与准线垂直并交于点,与圆交于点,与抛物线交于点,则即为的最小值,即,故选项正确,
    故选:.
    19.ABD
    【分析】依据题意求得抛物线的标准方程.解得抛物线的准线方程判断选项A;解得参数b判断选项B;求得判断选项C;求得判断选项D.
    【详解】点,在抛物线C上
    则,解之得
    则抛物线,,
    选项A:抛物线C的准线方程为.判断正确;
    选项B:.判断正确;
    选项C:.判断错误;
    选项D:抛物线C的焦点,
    则,
    则.判断正确.
    故选:ABD
    20.
    【分析】利用勾股定理可得出圆心到直线距离的取值范围,利用点到直线的距离公式可得出关于的不等式,解之即可.
    【详解】圆的标准方程为,圆心为,半径为,
    由勾股定理可知,圆心到直线的距离为,
    由点到直线的距离公式可得,解得.
    故答案为:.
    21..(注:圆心到直线的距离为半径即可)
    【分析】根据题意结合函数的单调性和对称性得,进而可得直线与圆相切,即可写出答案.
    【详解】由函数得,
    所以在定义域上单调递增,
    又因为,
    所以关于对称,
    则,即,
    因为,所以,即,
    所有满足的点中,有且只有一个在圆上,
    则直线与圆相切,假设圆心,
    所以,所以圆可以是,
    故答案为: .(注:圆心到直线的距离为半径即可)
    22./
    【分析】利用抛物线定义、导数几何意义、四边形外接圆等,数形结合解决本题简单快捷.
    【详解】抛物线的焦点为,
    如图,设切点,
    直线PA、PB与x轴分别交于G、H,连接PF、GF、HF.
    由,可得,则
    则,
    直线PA方程为,即,则
    直线PB方程为,即,则
    由,可知
    由,可知
    则P、G、F、H四点在以线段PF为直径的圆上,此圆即为的外接圆.
    点F到直线的距离为
    则,则的外接圆半径
    故的外接圆面积
    即的外接圆面积的最小值为
    故答案为:
    23.
    【分析】求出点坐标,进而求出直线的方程,利用点到直线距离公式求出O到直线的距离,利用建立关于的齐次式,求出离心率.
    【详解】如图,渐近线方程为,则焦点到渐近线距离,即,则,过点P作PA⊥x轴于点A,则,由勾股定理得:,则,则直线方程为:,即,过点O作OB⊥于点B,则,又,所以,即,解得:,即C的离心率为.
    故答案为:
    24.
    【分析】利用双曲线的定义,从而可得,利用点到直线的距离公式可得,由题意可得,进而求出离心率.
    【详解】由双曲线定义知,,则,
    ∴,
    所以,过作双曲线一条渐近线的垂线垂足为,交右支于点,
    此时最小,且最小值为,
    易求焦点到渐近线的距离为,即,
    所以,即,,可求离心率.
    故答案为:.
    25.
    【分析】先求出两圆的公共弦所在的直线方程,然后求出其中一个圆心到该直线的距离,再根据弦长、半径以及弦心距三者之间的关系求得答案.
    【详解】将和两式相减:
    得过两点的直线方程: ,
    则圆心到的距离为,
    所以 ,
    故答案为:
    26.2
    【分析】由抛物线得焦点,准线为,,转化为求取得最小值,过点M作准线的垂线与抛物线相交,当点A为此交点时,取得最小值,由此可求得答案.
    【详解】解:由抛物线得焦点,准线为,
    由圆,得,所以圆是以为圆心,以为半径的圆,
    所以,所以当取得最小值时,取得最小值,
    又根据抛物线的定义得等于点A到准线的距离,
    所以过点M作准线的垂线,垂足为N,且与抛物线相交,当点A为此交点时,取得最小值,最小值为,所以此时,
    所以的最小值为2.
    故答案为:2.
    27.(1)
    (2)存在,
    【分析】(1)对于圆令得、、的坐标,且,由求出可得椭圆的方程;
    (2)设,,当AB斜率存在时,直线AB的方程为与椭圆方程联立,由韦达定理代入的坐标运算得,再代入原点到AB的距离为;当AB斜率不存在时由题意知求出圆心到AB的距离可得答案
    【详解】(1)对于,令,得,
    所以,,,
    圆心为,因为,所以,
    所以,所以,
    所以椭圆的方程为:;
    (2)设,,
    当AB斜率存在时,直线AB的方程为,
    ,消去得,


    ,,
    因为以线段AB为直径的圆经过坐标原点,所以,



    化简得:,
    原点到AB的距离为,
    当AB斜率不存在时由题意知:,,
    圆心到AB的距离,
    综上所述,存在以O为圆心的定圆与直线AB相切,定圆的方程为.
    28.(1),椭圆的方程为;
    (2)直线与圆相切,证明见解析.
    【分析】(1)由题意可得,设,由,可得,代入椭圆方程得,从而可得,再由即可求得椭圆的方程;
    (2)先证明直线与圆相切,分直线的斜率存在与不存在两种情况分别证明;当线的斜率存在时,设直线的方程为:,联立直线与椭圆方程,结合韦达定理,只要求出点到直线的距离即可;直线的斜率不存在时,只要求出直线的方程为或即可;从而可得直线与圆相切;同理可证线与圆相切.
    【详解】(1)解:由题意可得,
    设,
    所以,
    又因为,
    所以,
    所以,
    所以,
    即,代入椭圆方程得:,
    所以,
    所以,
    因数,
    即,
    所以,
    又因为,
    所以,
    所以椭圆的方程为;
    (2)解:直线与圆相切.
    证明:因为关于原点对称,
    所以 ,,,
    所以,
    设,
    当直线的斜率存在时,设直线的方程为:,
    联立直线和椭圆方程可得:,
    即,
    所以,
    因为,
    所以,
    所以,
    所以,
    则原点到直线的距离,
    所以此时直线与圆相切;
    当直线的斜率不存在时,依题意可得,
    由,可得,
    所以,
    又因为,
    所以,
    所以直线的方程为或,
    所以原点到直线的距离,
    所以此时直线与圆相切,
    综上所述直线与圆相切;
    同理可证直线与圆相切;
    所以直线与圆相切.
    29.(1),;
    (2)证明见解析.
    【分析】(1)根据给定条件列式计算求出椭圆C的方程,再设出直线方程,与椭圆C的方程联立,借助判别式计算作答.
    (2)由(1)设出直线方程,求出点P的坐标,联立直线与椭圆C的方程,借助韦达定理计算作答.
    【详解】(1)令椭圆C的半焦距为c,依题意,,而,解得,
    所以的方程为;
    显然直线的斜率存在,设直线的方程为,由消去y得:,
    由,解得:或,
    当时,,解得,点,当时,,解得,不符合题意,
    所以点坐标为.
    (2)由(1)知,直线的斜率,直线的方程为,
    设的方程为,,
    由解得:,即点,则,
    由消去y得:,则,

    同理,

    所以为定值.
    【点睛】方法点睛:求定值问题常见的方法:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
    (2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
    30.(1);(2)证明见解析.
    【分析】(1)由短轴长为,得,由是等边三角形,得,从而求出,,从而求出椭圆C的方程;
    (2)设点坐标,点坐标,得出,直线方程,进而得出、坐标,写出,,由分别在椭圆和圆上,得,,从而证得,即可得证.
    【详解】解:(1)是等边三角形,



    椭圆的方程为;
    (2)设点坐标,点坐标,
    直线方程为,
    坐标为,
    直线方程为,
    坐标为,
    ,,

    分别在椭圆和圆上,
    ,,

    .
    31.(1),;(2)证明见解析.
    【分析】(1)本题可根据题意得出以及,然后通过计算得出、的值以及椭圆方程,最后根据即可求出卫星圆的方程;
    (2)本题可先讨论、中有一条无斜率的情况,通过求出与的方程即可求出的值,然后讨论、都有斜率的情况,设点以及经过点且与椭圆只有一个公共点的直线为,再然后通过联立方程以及韦达定理的应用得出满足条件的两直线、垂直,判断出此时线段应为“卫星圆”的直径以及的值,最后综合两种情况即可得出结果.
    【详解】(1)因为椭圆的离心率为,点在上,
    所以,解得,,椭圆方程为,
    因为,圆心为原点,
    所以卫星圆的方程为.
    (2)①当、中有一条无斜率时,不妨设无斜率,
    因为与椭圆只有一个公共点,所以其方程为或,
    当方程为时,此时与“卫星圆”交于点和,
    此时经过点或且与椭圆只有一个公共点的直线是或,
    即为或,此时,线段应为“卫星圆”的直径,,
    ②当、都有斜率时,设点,其中,
    设经过点与椭圆只有一个公共点的直线为,
    联立方程,
    消去得到,
    则,
    ,满足条件的两直线、垂直,
    此时线段应为“卫星圆”的直径,,
    综合①②可知,为定值,.
    【点睛】本题考查椭圆方程的求法以及圆的方程的求法,考查椭圆、直线以及圆相交的综合问题的求解,考查韦达定理以及判别式的灵活应用,考查计算能力,考查转化与化归思想,是难题.

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