问题 解答题
设椭圆的对称中心为坐标原点,其中一个顶点为A(0,2),右焦点F与点B(
2
 , 
2
)
的距离为2.
(1)求椭圆的方程;
(2)是否存在经过点(0,-3)的直线l,使直线l与椭圆相交于不同的两点M,N满足|
AM
|=|
AN
|
?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
答案

(1)依题意,设椭圆方程为

x2
a2
+
y2
b2
=1 ( a>b>0 ),

则其右焦点坐标为F(c , 0 ) ,c=

a2-b2
,由|FB|=2,

(c-
2
)
2
+(0-
2
)
2
=2,即(c-
2
)2+2=4
,故c=2
2

又∵b=2,∴a2=12,

从而可得椭圆方程为

x2
12
+
y2
4
=1.--(6分)

(2)由题意可设直线l的方程为y=kx-3(k≠0),由|AM|=|AN|知点A在线段MN的垂直平分线上,

y=kx-3
x2
12
+
y2
4
=1
消去y得x2+3(kx-3)2=12,即可得方程(1+3k2)x2-18kx+15=0…(*)

当方程(*)的△=(-18k)2-4(1+3k2)×15=144k2-60>0

k2

5
12
时方程(*)有两个不相等的实数根.

设M(x1,y1),N(x2,y2),线段MN的中点P(x0,y0),

则x1,x2是方程(*)的两个不等的实根,故有x1+x2=

18k
1+3k2

从而有  x0=

x1+x2
2
=
9k
1+3k2
y0=kx0-3=
9k2-3 (1+3k2)
1+3k2
=
-3
1+3k2

于是,可得线段MN的中点P的坐标为P (

9k
1+3k2
 , 
-3
1+3k2
)

又由于k≠0,因此直线AP的斜率为k1=

-3
1+3k2
-2
9k
1+3k2
=
-5-6k2
9k

由AP⊥MN,得

-5-6k2
9k
×k=-1,即5+6k2=9,解得k2=
2
3
5
12

k=±

6
3

∴综上可知存在直线l:y=±

6
3
x-3满足题意.--------(13分)

单项选择题
多项选择题