设椭圆C:
(Ⅰ)求a的取值范围; (Ⅱ)若椭圆上的点到焦点的最短距离为
(Ⅲ)对(2)中的椭圆C,直线l:y=kx+m(k≠0)与C交于不同的两点M、N,若线段MN的垂直平分线恒过点A(0,-1),求实数m的取值范围. |
(Ⅰ)由已知,a>1,
∴方程组
有实数解,从而(1-
+y2=1x2 a2 x2+y2=c2
)x2=c2-1≥0,1 a2
故c2≥1,所以a2≥2,即a的取值范围是[
,+∞).2
(Ⅱ)设椭圆上的点P(x,y)到一个焦点F2(c,0)的距离为d,
则d2=(x-c)2+y2=x2-2cx+c2+1-
=x2 a2
x2-2cx+c2+1c2 a2
=
(x-c2 a2
)2(-a≤x≤a).a2 c
∵
>a,a2 c
∴当x=a时,dmin=a-c,
(可以直接用结论)
于是,
,a-c=
-3 2 a2-c2=1
解得
.a= 3 c= 2
∴所求椭圆方程为
+y2=1.x2 3
(Ⅲ)由y=kx+m x2+3y2=3
得(3k2+1)x2+6mkx+3(m2-1)=0(*)
∵直线l与椭圆交于不同两点,
∴△>0,即m2<3k2+1.①
设M(x1,y1)、N(x2,y2),则x1、x2是方程(*)的两个实数解,
∴x1+x2=-
,6mk 3k2+1
∴线段MN的中点为Q(-
,3mk 3k2+1
),m 3k2+1
又∵线段MN的垂直平分线恒过点A(0,-1),
∴AQ⊥MN,
即-
=-m+3k2+1 3mk
,即2m=3k2+1(k≠0)②1 k
由①,②得m2<2m,0<m<2,又由②得m>
,1 2
∴实数m的取值范围是(
,2).1 2