题目内容
如图,椭圆C:的顶点为A1,A2,B1,B2,焦点为F1,F2,,
,
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设n为过原点的直线,l是与n垂直相交于P点、与椭圆相交于A,B两点的直线,,是否存在上述直线l使成立?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
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(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设n为过原点的直线,l是与n垂直相交于P点、与椭圆相交于A,B两点的直线,,是否存在上述直线l使成立?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
解:(Ⅰ)由知,①
由知a=2c,②
又b2=a2-c2,
由①,②,③解得a2=4,b2=3,
故椭圆C的方程为。
(Ⅱ)设A,B两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
假设使成立的直线l存在,
(ⅰ)当l不垂直于x轴时,设l的方程为y=kx+m,
由l与n垂直相交于P点且,得,
即,
由得,
将y=kx+m代入椭圆方程,得(3+4k2)x2+8kmx+(4m2-12)=0,
由求根公式可得,,
0=x1x2+y1y2=x1x2+(kx1+m)(kx2+m)=x1x2+k2x1x2+km(x1+x2)+m2=(1+k2)x1x2+km(x1+x2)+m2,
将④,⑤代入上式并化简得(1+k2)(4m2-12)-8k2m2+m2(3+4k2)=0,
将m2=1+k2代入⑥并化简得-5(k2+1)=0,矛盾,即此时直线l不存在;
(ⅱ)当l垂直于x轴时,满足的直线l的方程为x=1或x=-1,
则A,B两点的坐标为或,,
当x=1时,;
当x=-1时,,
∴此时直线l也不存在;
综上可知,使成立的直线l不存在。
由知a=2c,②
又b2=a2-c2,
由①,②,③解得a2=4,b2=3,
故椭圆C的方程为。
(Ⅱ)设A,B两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
假设使成立的直线l存在,
(ⅰ)当l不垂直于x轴时,设l的方程为y=kx+m,
由l与n垂直相交于P点且,得,
即,
由得,
将y=kx+m代入椭圆方程,得(3+4k2)x2+8kmx+(4m2-12)=0,
由求根公式可得,,
0=x1x2+y1y2=x1x2+(kx1+m)(kx2+m)=x1x2+k2x1x2+km(x1+x2)+m2=(1+k2)x1x2+km(x1+x2)+m2,
将④,⑤代入上式并化简得(1+k2)(4m2-12)-8k2m2+m2(3+4k2)=0,
将m2=1+k2代入⑥并化简得-5(k2+1)=0,矛盾,即此时直线l不存在;
(ⅱ)当l垂直于x轴时,满足的直线l的方程为x=1或x=-1,
则A,B两点的坐标为或,,
当x=1时,;
当x=-1时,,
∴此时直线l也不存在;
综上可知,使成立的直线l不存在。
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