问题 解答题
设F1、F2分别是椭圆
x2
4
+y2=1
的左、右焦点.
(1)求椭圆
x2
4
+y2=1
的焦点坐标、离心率及准线方程;
(2)若P是该椭圆上的一个动点,求
PF1
PF2
的最大值和最小值;
(3)设过定点M(0,2)的直线l与椭圆交于不同的两点A、B,且∠AOB为锐角(其中O为坐标原点),求直线l的斜率k的取值范围.
答案

(1)易知a=2,b=1,c=

3

F1(-

3
,0),F2(
3
,0)

∴离心率e=

3
2
,椭圆的准线方程为x=±
4
3
3

(2)解法一:设P(x,y),则

PF1
PF2
=(-
3
-x,-y)•(
3
-x,-y)
=x2+y2-3

=x2+1-

x2
4
-3

=

3x2-8
4

因为x∈[-2,2]

故当x=0,即点P为椭圆短轴端点时,

PF1
PF2
有最小值-2;

当x=±2,即点P为椭圆长轴端点时,,

PF1
PF2
有最大值1.

解法二:

(2)易知a=2,b=1,c=

3

F1(-

3
,0),F2(
3
,0)

设P(x,y),则,

PF1
PF2
=|
PF1
|•|
PF2
|•cos∠F1PF2

=|

PF1
||
PF2
|
|
PF1
|
2
+|
PF2
|
2
-|
F1F2
|
2
2|
PF1
| |
PF2
|

=

1
2
[(x+
3
)
2
+y2+(x-
3
)
2
+y2-12]

=x2+y2-3

(以下同解法一).

(3)显然直线x=0不满足题设条件.

可设直l:y=kx-2,A(x1,y1),B(x2,y2

联立

y=kx-2
x2
4
+y2=1
,消去y,整理得:(k2+
1
4
)x2 +4kx+3=0

x1+x2=-

4k
k2+
1
4
x1x2=
-3
k2+
1
4

△=(4k)2-4(k 2

1
4
)×3=4k2-3>0得:k<
-
3
2
k>
3
2

又∵0°<∠AOB<90°

∴cos∠AOB>0

OA
OB
=x1x2+y1y2>0

又∵y1y2=(kx1+2)(kx2+2)=k2x1x2+2k(x1+x2)+4

=

3k2
k2+
1
4
+
-8k2
k2+
1
4
=
1-k2
k2+
1
4

3
k2+
1
4
+
1-k2
k2+
1
4
>0
,即k2<4,

∴-2<k<2②

故由①②得-2<k<-

3
2
,或
3
2
<k<2

单项选择题
判断题