问题 解答题
已知椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的离心率为
1
2
,直线l过点A(4,0),B(0,2),且与椭圆C相切于点P.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)是否存在过点A(4,0)的直线m与椭圆C相交于不同的两点M、N,使得36|AP|2=35|AM|•|AN|?若存在,试求出直线m的方程;若不存在,请说明理由.
答案

(Ⅰ)由题得过两点A(4,0),B(0,2),直线l的方程为x+2y-4=0.…(1分)

因为

c
a
=
1
2
,所以a=2c,b=
3
c

设椭圆方程为

x2
4c2
+
y2
3c2
=1,

x+2y-4=0
x2
4c2
+
y2
3c2
=1
,消去x得,4y2-12y+12-3c2=0.

又因为直线l与椭圆C相切,所以△=122-4×4(12-3c2)=0,解得c2=1.

所以椭圆方程为

x2
4
+
y2
3
=1.…(5分)

(Ⅱ)∵直线m的斜率存在,∴设直线m的方程为y=k(x-4),…(6分)

y=k(x-4)
x2
4
+
y2
3
=1
,消去y,

整理得(3+4k2)x2-32k2x+64k2-12=0.…(7分)

由题意知△=(32k22-4(3+4k2)(64k2-12)>0,

解得-

1
2
<k<
1
2
.…(8分)

设M(x1,y1),N(x2,y2),

x1+x2=

32k2
3+4k2
x1x2=
64k2-12
3+4k2
.…(9分)

又直线l:x+2y-4=0与椭圆C:

x2
4
+
y2
3
=1相切,

x+2y-4=0
x2
4
+
y2
3
=1

解得x=1,y=

3
2
,所以P(1,
3
2
).…(10分)

|AP|2=

45
4
.所以|AM|•|AN|=
36
35
×
45
4
=
81
7

|AM|•|AN=

(4-x1)2+y12
(4-x2)2+y22

=

(4-x1)2+k2(4-x1)2
(4-x2)2+k2(4-x2)2

=(k2+1)(4-x1)(4-x2

=(k2+1)[x1x2 -4(x1+x2)+16  ]

=(k2+1)(

64k2-12
3+4k2
-4×
32k2
3+4k2
+16)

=(k2+1)•

36
3+4k2

所以(k2+1)•

36
3+4k2
=
81
7
,解得k=±
2
4
.经检验成立.…(13分)

所以直线m的方程为y=±

2
4
(x-4).…(14分)

单项选择题
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