问题 解答题
已知椭圆的两焦点为F1(-
3
,0)
F2(
3
,0)
,离心率e=
3
2

(1)求此椭圆的方程;
(2)设直线l:y=x+m,若l与此椭圆相交于P,Q两点,且|PQ|等于椭圆的短轴长,求m的值;
(3)以此椭圆的上顶点B为直角顶点作椭圆的内接等腰直角三角形ABC,这样的直角三角形是否存在?若存在,请说明有几个;若不存在,请说明理由.
答案

(1)设椭圆方程为

x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0),…(1分)

c=

3
c
a
=
3
2
,…(2分)∴a=2,b2=a2-c2=1…(3分)

∴所求椭圆方程为

x2
4
+y2=1.…(4分)

(2)由

y=x+m
x2+4y2=4
,消去y,得5x2+8mx+4(m2-1)=0,…(6分)

则△=64m2-80(m2-1)>0得m2<5(*)

设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=-

8m
5
x1x2=
4(m2-1)
5
,y1-y2=x1-x2,…(7分)

|PQ|=

(x1-x2)2+(y1-y2)2
=
2[(-
8m
5
)
2
-
16(m2-1)
5
]
=2…(9分)

解得.m2=

15
8
,满足(*)

m=±

30
4
.…(10分)

(3)设能构成等腰直角三角形ABC,其中B(0,1),由题意可知,直角边BA,BC不可能垂直

或平行于x轴,故可设BA边所在直线的方程为y=kx+1(不妨设k<0),则BC边所在直线的方

程为y=-

1
k
x+1,由
y=kx+1
x2+4y2=4
,得A(-
8k
1+4k2
,-
8k2
1+4k2
+1)
,…(11分)

|AB|=

(-
8k
1+4k2
)
2
+(-
8k2
1+4k2
)
2
=
8|k|
1+k2
1+4k2
,…(12分)

-

1
k
代替上式中的k,得|BC|=
8
1+k2
4+k 2

由|AB|=|BC|,得|k|(4+k2)=1+4k2,…(13分)

∵k<0,

∴解得:k=-1或k=

-3±
5
2

故存在三个内接等腰直角三角形.…(14分)

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