问题 解答题
已知F是椭圆5x2+9y2=45的右焦点,P为该椭圆上的动点,A(2,1)是一定点.
(1)求|PA|+
3
2
|PF|
的最小值,并求相应点P的坐标;
(2)求|PA|+|PF|的最大值与最小值;
(3)过点F作倾斜角为60°的直线交椭圆于M、N两点,求|MN|;
(4)求过点A且以A为中点的弦所在的直线方程.
答案

(1)由题意可得:e=

2
3

所以 |PA|+

3
2
|PF|=|PA|+
1
e
|PF|

∴根据椭圆的第二定义:过A作右准线的垂线,交与B点,则|PA|+

3
2
|PF2|的最小值为|AB|,

∵|AB|=

5
2

∴,|PA|+

3
2
|PF|的最小值
5
2
,并且P(
6
5
5
,1
).

(2)根据椭圆的第一定义:|PA|+|PF1|=2a+|PA|-|PF2|

如图所示:因为||PA|-|PF2||≤|AF2|=1⇒-1≤|PA|-|PF2|≤1,

所以5<6+|PA|-|PF2|<7,即5<|PA|+|PF1|<7,

所以PA|+|PF|的最大值与最小值分别为5,7.

(3)由题意可得:直线方程为

3
x-y-2
3
=0,

联立直线与椭圆的方程可得:32x2-108x+63=0,

所以x1+x2=

27
8
,x1•x2=
63
32

由弦长公式可得:|MN|=

1+k2
(x1+x2)2-4x1x2
=
15
4

(4)由题意得,斜率存在,设为 k,则直线l的方程为 y-1=k(x-2),

代入椭圆的方程化简得:(5+9k2)x2+18k(1-2k)x+9(1-2k)2-45=0,

因为A为弦的中点,

所以x1+x2=4,即

18k(2k-1)
5+9k2
=4,解得k=-
10
9

所以以A为中点的弦所在的直线方程为10x+9y-29=0.

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