问题
解答题
已知椭圆C:
(1)求椭圆C的方程; (2)若椭圆C上一动点P(x0,y0)关于直线y=2x的对称点为P1(x1,y1),求x12+y12的取值范围. (3)如果直线y=kx+1(k≠0)交椭圆C于不同的两点E,F,且E,F都在以B为圆心的圆上,求k的值. |
答案
(1)∵e=
=c a
,a2=b2+c2,3 2
∴a=2b.
∵原点到直线AB:
-x a
=1的距离d=y b
=ab a2+b2
,4 5 5
解得a=4,b=2.
故所求椭圆C的方程为
+x2 16
=1.y2 4
(2)∵点P(x0,y0)关于直线y=2x的对称点为点P1(x1,y1),
∴
×2=-1y0-y1 x0-x1
=2×y0+y1 2 x0+x1 2
解得 x1=
,y1=4y0-3x0 5
.3y0+4x0 5
∴
+x 21
=y 21
+x 20
.y 20
∵点P(x0,y0)在椭圆C:
+x2 16
=1上,y2 4
∴
+x 21
=y 21
+x 20
=4+y 20 3 4
.x 20
∵-4≤x0≤4,∴4≤
+x 21
≤16.y 21
∴
+x 21
的取值范围为[4,16].y 21
(3)由题意
消去y,整理得(1+4k2)x2+8kx-12=0.y=kx+1 x2+4y2=16
可知△>0.
设E(x2,y2),F(x3,y3),EF的中点是M(xM,yM),
则x2+x3=-
,8k 1+4k2
则xM=
=-x2+x3 2
,yM=kxM+1=4k 1+4k2
.1 1+4k2
∴kBM=
=-yM+2 xM
.1 k
∴xM+kyM+2k=0.
即
+-4k 1+4k2
+2k=0.k 1+4k2
又∵k≠0,
∴k2=
.1 8
∴k=±
.2 4