问题
解答题
已知椭圆E的方程为
(1)写出椭圆E方程,并求点B到直线l的距离; (2)若椭圆E上恰好存在3个这样的点B,求k的值. |
答案
(1)由题意得
解得a2=4,b2=1,a=2b
+2 a2
=11 2 b2
∴椭圆E方程为:
+y2=1.x2 4
直线l的方程为y=kx+2,其一个法向量
=(k,-1),设点B的坐标为B(x0,y0),由n
=(x0,y0-2)及|AB
•n
|=|AB
|得|kx0-y0+2|=n
,1+k2
∴B(x0,y0)到直线y=kx+2的距离为d=
=1.|kx0-y0+2| 1+k2
(2)由(1)知,点B是椭圆E上到直线l的距离为1的点,即与直线l的距离为1的二条平行线与椭圆E恰好有三个交点.
设与直线l平行的直线方程为y=kx+t
由
得x2+4(kx+t)2=4,即(1+4k2)x2+8ktx+4t2-4=0△=64k2t2-4(1+4k2)(4t2-4)=16(1+4k2-t2)①y=kx+t
+y2=1x2 4
当△=0时,k2=
②t2-1 4
又由两平行线间的距离为1,可得
=1③|t-2| 1+k2
把②代入③得(t-2)2=1+
,即3t2-16t+13=0,(3t-13)(t-1)=0t2-1 4
解得t=1,或t=13 3
当t=1时,代入②得k=0,与已知k>0不符,不合题意;
当t=
时,代入②得k=13 3
,代回③得t=2 10 3
或t=13 3 1 3
当k=
,t=2 10 3
时,由①知△>01 3
此时两平行线y=
x+2 10 3
和y=13 3
x+2 10 3
,与椭圆E有三个交点,1 3
∴k=
.2 10 3