题目内容

已知椭圆C:x2+
y2
m
=1
的焦点在y轴上,且离心率为
3
2
.过点M(0,3)的直线l与椭圆C相交于两点A、B.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设P为椭圆上一点,且满足
OA
+
OB
OP
(O为坐标原点),当|
PA
|-|
PB
|<
3
时,求实数λ的取值范围.
分析:(1)由题知a2=m,b2=1,∴c2=m-1,且离心率为
3
2
,得m=4.由此能求出椭圆的方程.
(2)当l的斜率不存在时,|
PA
-
PB
|=|
AB
|=4>
3
,不符合条件.设l的斜率为k,则l的方程为y=kx+3.设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),联立l和椭圆的方程:
y=kx+3
x2+
y2
4
=1
,消去y,整理得(4+k2)x2+6kx+5=0,再由根的判别式和韦达定理进行求解.
解答:解:(1)由题知a2=m,b2=1,∴c2=m-1
e=
c
a
=
m-1
m
=
3
2
,解得m=4.
∴椭圆的方程为x2+
y2
4
=1
.(4分)
(2)当l的斜率不存在时,|
PA
-
PB
|=|
AB
|=4>
3
,不符合条件.(5分)
设l的斜率为k,则l的方程为y=kx+3.设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x0,y0),联立l和椭圆的方程:
y=kx+3
x2+
y2
4
=1
,.消去y,整理得(4+k2)x2+6kx+5=0,
∴△=(6k)2-4×(4+k2)×5=16k2-80>0,解得k2>5.且x1+x2=-
6k
4+k2
x1x2=
5
4+k2

|
PA
-
PB
|=|
AB
|
=
1+k2
(x1+x2)2-4x1x2
=
4
(1+k2)(k2-5)
4+k2

由已知有
4
(1+k2)(k2-5)
4+k2
3
整理得13k4-88k2-128<0,解得-
16
13
k2<8

∴5<k2<8.(9分)
OA
+
OB
OP
,即(x1,y1)+(x2,y2)=λ(x0,y0),
∴x1+x2=λx0,y1+y2=λy0
当λ=0时,x1+x2=-
6k
4+k2
=0
y1+y2=k(x1+x2)+6=
24
4+k2
=0
,显然,上述方程无解.
当λ≠0时,x0=
x1+x2
λ
=-
6k
λ(4+k2)
y0=
y1+y2
λ
=
24
λ(4+k2)

∵P(x0,y0)在椭圆上,即
x
2
0
+
y02
4
=1,
化简得λ2=
36
4+k2
.由5<k2<8,可得3<λ2<4,
∴λ∈(-2,-
3
)∪(
3
,2).即λ的取值范围为(-2,-
3
)∪(
3
,2).(12分)
点评:本题考查圆锥曲线和直线 的位置关系和应用,解题时要注意公式的灵活运用.
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