问题 解答题
已知椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)的离心率为
3
2
,以原点为圆心,椭圆的短半轴为半径的圆与直线x-y+
2
=0
相切.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设P(4,0),M,N是椭圆C上关于x轴对称的任意两个不同的点,连接PN交椭圆C于另一点E,求直线PN的斜率的取值范围;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,证明直线ME与x轴相交于定点.
答案

(Ⅰ)由题意知e=

c
a
=
3
2

所以e2=

c2
a2
=
a2-b2
a2
=
3
4
,即a2=4b2,∴a=2b

又因为b=

2
1+1
=1,∴a=2,故椭圆C的方程为C:
x2
4
+y2=1
.(4分)

(Ⅱ)由题意知直线PN的斜率存在,设直线PN的方程为y=k(x-4).

y=k(x-4)
x2
4
+y2=1.
得(4k2+1)x2-32k2x+64k2-4=0.①(6分)

由△=(-32k22-4(4k2+1)(64k2-4)>0,得12k2-1<0,∴-

3
6
<k<
3
6
(8分)

又k=0不合题意,所以直线PN的斜率的取值范围是:(-

3
6
,0)∪(0,
3
6
)
.(9分)

(Ⅲ)设点N(x1,y1),E(x2,y2),则M(x1,-y1).

直线ME的方程为y-y2=

y2+y1
x2-x1
(x-x2).令y=0,得x=x2-
y2(x2-x1)
y2+y1
.(11分)

将y1=k(x1-4),y2=k(x2-4)代入整理,得x=

2x1x2-4(x1+x2)
x1+x2-8
.②

由①得x1+x2=

32k2
4k2+1
x1x2=
64k2-4
4k2+1
代入②整理,得x=1.(13分)

所以直线ME与x轴相交于定点(1,0).(14分)

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