问题 解答题
设F1、F2分别是椭圆
x2
5
+
y2
4
=1
的左、右焦点.
(Ⅰ)若P是该椭圆上的一个动点,求
PF1
PF2
的最大值和最小值;
(Ⅱ)是否存在过点A(5,0)的直线l与椭圆交于不同的两点C、D,使得|F2C|=|F2D|?若存在,求直线l的方程;若不存在,请说明理由.
答案

(Ⅰ)由题意知a=

5
,b=2,c=1,∴F1=(-1,0),F2(1,0),

设P(x,y),则

PF1
• 
PF2
=(-1-x,-y)• (1-x,-y)=x2+y2+1=x2+4-
4
5
x2-1=
1
5
x2+3

x∈[-

5
5
],

∴当 x=0时,即点P为椭圆短轴端点时,

PF1
PF2
有最小值3;

x=±

5
,即点P为椭圆长轴端点时,
PF1
PF2
有最大值4.

(Ⅱ)假设存在满足条件的直线l.由题意知点A(5,0)在椭圆的外部,当直线l的斜率不存在时,直线l与椭圆无交点,所在直线l斜率存在,设为k,则直线l的方程为y=k(x-5)

由方程组

x2
5
+
y2
4
=1
y=k(x-5)
,得(5k2+4)x2-50k2x+125k2-20=0

依题意△=20(16-80k2) >0,∴-

5
5
< k<
5
5

-

5
5
<k<
5
5
时,设交点C(x1,y1),D(x2,y2),CD的中点为R(x0,y0),

x1+x2=

50k2
5k2+4
x0=
25k2
5k2+4
,∴y0=k(x0-5) =k(
25k2
5k2+4
-5) =
-20k
5k2+4

又|F2C|=|F2D|⇔F2R⊥l⇔k•kF2R=-1,∴k•kF1R=k•

0-(-
20k
5k2+4
)
1-
25k2
5k2+4
=
20k2
4-20k2
=-1,

∴20k2=20k2-4,而20k2=20k2-4不成立,所以不存在直线l,使得|F2C|=|F2D|

综上所述,不存在直线l,使得|F2C|=|F2D|.

选择题
综合题