问题
解答题
已知椭圆C:
(Ⅰ)求椭圆C的方程; (Ⅱ)过点F且斜率为k(k≠0)的直线l交椭圆于M,N两点,弦MN的垂直平分线与x轴相交于点D.设弦MN的中点为P,试求
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答案
(Ⅰ)由题意不妨设B1(0,-b),B2(0,b),则
=(-1,-b),FB1
=(-1,b).FB2
∵
•FB1
=-a,∴1-b2=-a,又∵a2-b2=1,解得a=2,b=FB2
.3
∴椭圆C的方程为
+x2 4
=1;y2 3
(Ⅱ)由题意得直线l的方程为y=k(x-1).
联立
得(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0.y=k(x-1)
+x2 4
=1y2 3
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=
,x1x2=8k2 3+4k2
.4k2-12 3+4k2
∴弦MN的中点P(
,4k2 3+4k2
).-3k 3+4k2
∴|MN|=
=(1+k2)[(x1+x2)2-4x1x2]
=(1+k2)[
-64k2 (3+4k2)2
]4(4k2-12) 3+4k2
.12(k2+1) 4k2+3
直线PD的方程为y+
=-3k 4k2+3
(x-1 k
).4k2 4k2+3
∴|DP|=
.3 k2(k2+1) 4k2+3
∴
=|DP| |MN|
=3 k2(k2+1) 4k2+3 12(k2+1) 4k2+3 1 4
=k2 k2+1 1 4
.1- 1 k2+1
又∵k2+1>1,∴0<
<1,1 k2+1
∴0<1 4
<1- 1 k2+1
.1 4
∴
的取值范围是(0,|DP| |MN|
).1 4