问题 解答题
椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的两个焦点为F1、F2,短轴两端点B1、B2,已知F1、F2、B1、B2四点共圆,且点N(0,3)到椭圆上的点最远距离为5
2

(1)求此时椭圆C的方程;
(2)设斜率为k(k≠0)的直线m与椭圆C相交于不同的两点E、F,Q为EF的中点,问E、F两点能否关于过点P(0,
3
3
)、Q的直线对称?若能,求出k的取值范围;若不能,请说明理由.
答案

(1)∵F1、F2、B1、B2四点共圆,

∴b=c,

∴a2=b2+c2=2b2

设椭圆的方程为

x2
2b2
+
y2
b2
=1,N(0,3)

设H(x,y)为椭圆上一点,则|HN|2=x2+(y-3)2=-(y+3)2+2b2+18,(-b≤y≤b),

①若0<b<3,|HN|2的最大值b2+6b+9=50得 b=-3±5

2
(舍去),

②若b≥3,|HN|2的最大值2b2+18=50得b2=16,

∴所求的椭圆的方程为:

x2
32
+
y2
16
=1.

(2)设直线L的方程为y=kx+m,代入

x2
32
+
y2
16
=1得(1+2k2)x2+4kmx+(2m2-32)=0.

由直线l与椭圆相交于不同的两点知△=(4km)2-4(1+2k2)(2m2-32)>0,

m2<32k2+16.②

要使A、B两点关于过点P、Q的直线对称,必须KPQ=-

1
k

设A(x1,y1)B(x2,y2),则xQ=

x1+x2
2
=-
2km
1+2k2
yQ=kxQ+m=
m
1+2k2

KPQ=

m
1+2k2
+
3
3
-
2km
1+2k2
=-
1
k

解得m=

1+2k2
3
.③

由②、③得

(1+2k2)2
3
<32k2+16

-

1
2
k2
47
2

∵k2>0,

0<k2

47
2

-

94
2
<k<0或0<k<
94
2

故当-

94
2
<k<0或0<k<
94
2
时,A、B两点关于过点P、Q的直线对称.

单项选择题
实验题