问题 解答题
已知椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)的焦距为4,且与椭圆x2+
y2
2
=1
有相同的离心率,斜率为k的直线l经过点M(0,1),与椭圆C交于不同两点A、B.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)当椭圆C的右焦点F在以AB为直径的圆内时,求k的取值范围.
答案

(1)∵焦距为4,∴c=2…(1分)

又∵x2+

y2
2
=1的离心率为
2
2
…(2分)

e=

c
a
=
2
a
=
2
2
,∴a=2
2
,b=2…(4分)

∴标准方程为

x2
8
+
y2
4
=1…(6分)

(2)设直线l方程:y=kx+1,A(x1,y1),B(x2,y2),由

y=kx+1
x2
8
+
y2
4
=1
得(1+2k2)x2+4kx-6=0…(7分)

∴x1+x2=

-4k
1+2k2
,x1x2=
-6
1+2k2

由(1)知右焦点F坐标为(2,0),∵右焦点F在圆内部,∴

AF
BF
<0…(8分)

∴(x1-2)(x2-2)+y1y2<0即x1x2-2(x1+x2)+4+k2 x1x2+k(x1+x2)+1<0…(9分)

(1+k2)•

-6
1+2k2
+(k-2)•
-4k
1+2k2
+5=
8k-1
1+2k2
<0…(11分)

∴k<

1
8
…(12分)

经检验得k<

1
8
时,直线l与椭圆相交,∴直线l的斜率k的范围为(-∞,
1
8
)…(13分)

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