问题 解答题

已知椭圆的中心在原点,焦点在x轴上,长轴长是短轴长的2倍且经过点M(2,1)平行于OM的直线l在y轴上的截距为m(m≠0),l交椭圆于A、B两个不同点.

(Ⅰ)求椭圆的方程;

(Ⅱ)求m的取值范围;

(Ⅲ)设直线MA、MB的斜率分别为k1,k2,求证k1+k2=0.

答案

(1)设椭圆方程为

x2
a2
+
y2
b2
=1

a=2b
4
a2
+
1
b2
=1
解得a2=8,b2=2

∴椭圆方程为

x2
8
+
y2
2
1

(2)∵直线l平行与OM,且在一轴上的截距为m,由kOM=

1
2

∴l的方程为y=

1
2
x+m

由直线方程与椭圆方程联立消去y得x2+2mx+2m2-4=0

∵直线l与椭圆交与A,B两个不同点

∴△=(2m)2-4(2m2-4)>0

解得-2<m<2,且m≠0

(3)设A(x1,y1),B(x2,y2

由x2+2mx+2m2-4=0可得

x1+x2=-2m,x1x2=2m2-4

则k1=

y1-1
x1-2
,k2=
y2-1
x 2 -2

而k1+k2=

y1-1
x1-2
+
y2-1
x 2 -2
=
(
1
2
x1+m-1)(x2-2)+(
1
2
x2+m-1)(x1-2) 
(x1-2)(x2-2)
=
2m2-4+(m-2)(-2m)-4(m-1)
(x1-2)(x2-2)
=0

∴k1+k2=0,

故得证.

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