问题 解答题
已知椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)的离心率e=
3
2
,原点到过点A(a,0),B(0,b)的直线的距离是
4
5
5

(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
=
3
2
,a2=b2+c2

∴a=2b.

∵原点到直线AB:

x
a
-
y
b
=1的距离d=
ab
a2+b2
=
4
5
5

解得a=4,b=2.

故所求椭圆C的方程为

x2
16
+
y2
4
=1.

(2)∵点P(x0,y0)关于直线y=2x的对称点为点P1(x1,y1),

y0-y1
x0-x1
×2=-1
y0+y1
2
=2×
x0+x1
2

解得 x1=

4y0-3x0
5
y1=
3y0+4x0
5

x21
+
y21
=
x20
+
y20

∵点P(x0,y0)在椭圆C:

x2
16
+
y2
4
=1上,

x21
+
y21
=
x20
+
y20
=4+
3
4
x20

∵-4≤x0≤4,∴4≤

x21
+
y21
≤16.

x21
+
y21
的取值范围为[4,16].

(3)由题意

y=kx+1
x2+4y2=16
消去y,整理得(1+4k2)x2+8kx-12=0.

可知△>0.

设E(x2,y2),F(x3,y3),EF的中点是M(xM,yM),

x2+x3=-

8k
1+4k2

xM=

x2+x3
2
=-
4k
1+4k2
,yM=kxM+1=
1
1+4k2

kBM=

yM+2
xM
=-
1
k

∴xM+kyM+2k=0.

-4k
1+4k2
+
k
1+4k2
+2k=0.

又∵k≠0,

k2=

1
8

k=±

2
4

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