问题 解答题
已知椭圆的方程为
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0),离心率e=
2
2
,F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,过椭圆的左焦点F1且垂直于长轴的直线交椭圆于M、N两点,且|MN|=
2

(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)已知直线l与椭圆相交于P,Q两点,O为原点,且OP⊥OQ.试探究点O到直线l的距离是否为定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.
答案

(Ⅰ)因为e=

2
2
,所以
c
a
=
2
2
    ①

因为过椭圆的左焦点F1且垂直于长轴的直线交椭圆于M、N两点,且|MN|=

2

经计算得

2b2
a
=
2
    ②

由a2=b2+c2,解①②得

a=

2
,b=1,c=1,

所以椭圆的方程为

x2
2
+y2=1;

(Ⅱ)1°当直线l的斜率存在时,

设直线l的方程为y=kx+m,点P(x1,y1),Q(x2,y2),

x2
2
+y2=1
y=kx+m
,联立得(2k2+1)x2+4kmx+2m2-2=0

所以△=8(2k2+1-m2)>0

x1+x2=-

4km
2k2+1
x1x2=
2m2-2
2k2+1

于是y1y2=(kx1+m)(kx2+m)

=k2x1x2+km(x1+x2)+m2=

m2-2k2
2k2+1

因为OP⊥OQ,所以x1x2+y1y2=0

3m2-2k2-2
2k2+1
=0

所以m2=

2k2+2
3

此时△=

8(4k2+1)
3
>0满足条件,

设原点O到直线l的距离为d,

d=

|m|
k2+1
=
2k2+2
3
k2+1
=
6
3

2°当直线l的斜率不存在时,

因为OP⊥OQ,根据椭圆的对称性,不妨设直线OP、OQ的方程分别为y=x,y=-x,

可得P(

6
3
6
3
),Q(
6
3
,-
6
3
)
P(-
6
3
,-
6
3
)
Q(-
6
3
6
3
)

此时原点O到直线l的距离仍为

6
3

综上可得,原点O到直线l的距离为

6
3

单项选择题
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