问题 解答题
设椭圆C:
x2
λ+1
+y2=1
(λ>0)的两焦点是F1,F2,且椭圆上存在点P,使
PF1
PF2
=0

(1)求实数λ的取值范围;
(2)若直线l:x-y+2=0与椭圆C存在一公共点M,使得|MF1|+|MF2|取得最小值,求此最小值及此时椭圆的方程.
(3)在条件(2)下的椭圆方程,是否存在斜率为k(k≠0)的直线,与椭圆交于不同的两点A、B,满足
AQ
=
QB
,且使得过点Q,N(0,-1)两点的直线NQ满足
NQ
AB
=0?若存在,求出k的取值范围;若不存在,说明理由.
答案

解(1)由椭圆定义可得:|PF1|+|PF2|=2

λ+1
PF
1
PF2
=0
可得|PF1|2+|PF2|2=4λ

|PF1|2+|PF2|2

(|PF1|+|PF2|)2
2
∴4λ≥2(λ+1)解得λ≥1(3分).

(2)由x-y+2=0,

x2
λ+1
+y2=1,得(λ+2)x2+4(λ+1)x+3(λ+1)=0

△=16(λ+1)2-12(λ+2)(λ+1)=4(λ+1)(λ-2)≥0•

解得λ≥2或λ≤-1(舍去)∴λ≥2此时|MF1|+|MF2|=2

λ+1
≥2
3

当仅当λ=2时,|MF1|+|MF2|取得最小值2

3
,此时椭圆方程为
x2
3
+y2=1
(8分)

(3)由

AQ
=
QB
知点Q是AB的中点.设两点A(x1,y1),B(x2,y2),中点Q(x,y),则

x12
3
+y12=1
x22
3
+y22=1
两式相减得
(x 1+x2)(x1-x2)
3
+(y1-y2)(y1+y2)=0

y2-y1
x2-x1
=-
x2+x1
3(y2+y1)
∴AB中点Q(x,y)的轨迹为直线y=-
1
3k
x

且在椭圆内的部分.又由

NQ
AB
=0可知,NQ⊥AB,

所以直线NQ的斜率为-

1
k
,方程为y=-
1
k
x-1

联立①、②可求得点Q的坐标为(-

3k
2
1
2
)

∵点Q必在椭圆内,

(-
3k
2
)
2
3
+(
1
2
),1,解得k2<1

又∵k≠0,∴k∈(-1,0)∪(0,1)(12分)

单项选择题
判断题