问题 解答题
(理)设椭圆
x2
m+1
+y2=1
的两个焦点是F1(-c,0)、F2(c,0)(c>0),且椭圆上存在点M,使
MF1
MF2
=0

(1)求实数m的取值范围;
(2)若直线l:y=x+2与椭圆存在一个公共点E,使得|EF1|+|EF2|取得最小值,求此最小值及此时椭圆的方程;
(3)是否存在斜率为k(k≠0)的直线l,与条件(Ⅱ)下的椭圆交于A、B两点,使得经过AB的中点Q及N(0,-1)的直线NQ满足
NQ
AB
=0
?若存在,求出k的取值范围;若不存在,说明理由.
答案

解(1)依题意:F1F2为直径的圆与椭圆有交点,

|OM|=

1
2
|F1F2|=(m+1)-1=m≥1.

(2)将y=x+2代入x2+(m+1)y2-m-1=0中

得:(m+2)x2+4(m+1)x+3(m+1)=0,

∴△=16(m+1)2-12(m+2)(m+1)=4(m+1)(m-2)≥0,又m≥1,

∴m≥2.

∴m=2时|EF1|+|EF2|=2

m+1
取最小值2
3
.此时椭圆的方程为
x2
3
+y2=1

(3)设A(x1,y1)、B(x2,y2),直线l的方程为y=kx+m,

代入椭圆的方程:x2+3y2-3=0中得:(3k2+1)x2+6kmx+3(m2-1)=0.

∴△=36k2m2+12(1-m2)(3k2+1)=12(3k2+1-m2)>0,

即3k2+1-m2>0①

x1+x2
2
=-
3km
3k2+1
y1+y2
2
=k•
x1+x2
2
+m=
m
3k2+1

Q(-

3km
3k2+1
m
3k2+1
).

NQ
AB
=0,

kNQ=-

1
k
,直线NQ的方程为y=-
1
k
x-1

m
3k2+1
=(-
1
k
)(-
3km
3k2+1
)-1,化简得:m=
3k2+1
2

由①②得:k2<1,

∴存在适合条件的直线l,其斜率k的取值范围是(-1,0)∪(0,1).

选择题
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