问题 解答题
已知椭圆C的左、右焦点分别是F1、F2,离心率为
3
2
,过F1且垂直于x轴的直线被椭圆C截得的线段长为1;
(Ⅰ)求椭圆C的方程.
(Ⅱ)若A,B,C是椭圆上的三个点,O是坐标原点,当点B是椭圆C的右顶点,且四边形OABC为菱形时,求此菱形的面积.
(Ⅲ)设点p是椭圆C上除长轴端点外的任一点,连接PF1、PF2,设∠F1PF2的角平分线PM交椭圆C的长轴于点M(m,0),求m的取值范围.
答案

(I)设椭圆的标准方程为

x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0).F1(-c,0),F2(c,0).

令x=-c,代入椭圆方程可得

c2
a2
+
y2
b2
=1,解得y=±
b2
a

∵过F1且垂直于x轴的直线被椭圆C截得的线段长为1,∴

2b2
a
=1,

由离心率为

3
2
,可得
c
a
=
3
2
.联立
2b2
a
=1
c
a
=
3
2
a2=b2+c2
,解得
a=2b=2
c=
3

∴椭圆的标准方程为

x2
4
+y2=1.

(II)由点B是椭圆C的右顶点,∴B(2,0).又四边形OABC为菱形,取对角线OB的中点Q,则Q(1,0).

把x=1,代入椭圆的方程得

1
4
+y2=1,解得y=±
3
2

取A(1,

3
2
),C(1,-
3
2
)

∴|AC|=

3
2
=
3

∴S菱形OABC=

1
2
|AC|•|OB|=
1
2
×
3
×2=
3

(III)由角平分线的性质可得

|PF1|
|PF2|
=
|MF1|
|F2M|
=
m+c
c-m
=
m+
3
3
-m

由椭圆的定义可得|PF1|+|PF2|=2a=4,

4-|PF2|
|PF2|
=
3
+m
3
-m
,解得
2
|PF2|
=
3
3
-m

解得|PF2|=

2(
3
-m)
3

∵a-c<|PF2|<a+c,

∴2-

3
2(
3
-m)
3
<2+
3

解得-

3
2
<m<
3
2

∴m的取值范围是(-

3
2
3
2
).

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