问题 解答题
椭圆的对称中心在坐标原点,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)是否存在斜率k≠0的直线l:y=kx-2,使直线l与椭圆相交于不同的两点M,N满足|
AM 
| = |
AN 
|
,若存在,求直线l的倾斜角α;若不存在,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
,(1分)

由|FB|=2,得

(c-
2
)
2
+(0-
2
)
2
=2,

(c-

2
)2+2=4,解得c=2
2
.(3分)

又∵b=2,∴a2=c2+b2=12,即椭圆方程为

x2
12
+
y2
4
=1.(4分)

(2)由|AM|=|AN|知点A在线段MN的垂直平分线上,

y=kx-2
x2
12
+
y2
4
=1
消去y得x2+3(kx-2)2=12

即(1+3k2)x2-12kx=0(6分)

由k≠0,得方程的△=(-12k)2=144k2>0,即方程有两个不相等的实数根. (7分)

设M(x1,y1)、N(x2,y2),线段MN的中点P(x0,y0),

x1+x2=

12k
1+3k2
,∴x0=
x1+x2
2
=
6k
1+3k2

y0=kx0-2=

6k2-2 (1+3k2)
1+3k2
=
-2
1+3k2
,即P (
6k
1+3k2
 , 
-2
1+3k2
)
,(9分)

∵k≠0,∴直线AP的斜率为k1=

-2
1+3k2
-2
6k
1+3k2
=
-2-2(1+3k2)
6k
,(10分)

由AP⊥MN,得

-2-2(1+3k2)
6k
×k=-1,(11分)

∴2+2+6k2=6,解得:k=±

3
3
,即tanα=±
3
3
,(12分)

又0≤α<π,故α=

π
6
,或α=
6

∴存在直线l满足题意,其倾斜角α=

π
6
,或α=
6
.(13分)

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