问题 解答题
椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的两个焦点为F1(-c,0)、F2(c,0),M是椭圆上一点,且满足
F1M
F2M
=0

(1)求离心率e的取值范围;
(2)当离心率e取得最小值时,点N(0,3)到椭圆上的点的最远距离为5
2
,求此时椭圆的方程.
答案

(1)设点M的坐标为(x,y),则

F1M
=(x+c,y),
F2M
=(x-c,y)

F1M
F2M
=0,得x2-c2+y2=0,即x2-c2=-y2.①

又由点M在椭圆上,得y2=b2-

b2
a2
x2

代入①,得x2-c2=

b2
a2
x2-b2,即x2=a2-
a2b2
c2

∵0≤x2≤a2,∴0≤a2-

a2b2
c2
≤a2,即0≤
a2-c2
c2
≤1,0≤
1
e2
-1
≤1,

解得

2
2
≤e<1.

又∵0<e<1,

2
2
≤e<1.…8分

(2)当离心率e取最小值

2
2
时,椭圆方程可表示为
x2
2b2
+
y2
b2
=1

设点H(x,y)是椭圆上的一点,则

|HN|2=x2+(y-3)2=(2b2-2y2)+(y-3)2=-(y+3)2+2b2+18(-b≤y≤b).

若0<b<3,则0>-b>-3,当y=-b时,|HN|2有最大值b2+6b+9.

由题意知:b2+6b+9=50,b=5

2
-3或b=-5
2
-3
,这与0<b<3矛盾.

若b≥3,则-b≤-3,当y=-3时,|HN|2有最大值2b2+18.

由题意知:2b2+18=50,b2=16,

∴所求椭圆方程为

x2
32
+
y2
16
=1.…16分.

问答题
单项选择题