题目内容
如图,椭圆(a>b>0)的一个焦点是F(1,0),O为坐标原点。
(1)已知椭圆短轴的两个三等分点与一个焦点构成正三角形,求椭圆的方程;
(2)设过点F的直线l交椭圆于A、B两点。若直线l绕点F任意转动,恒有|OA|2+|OB|2<|AB|2,求a的取值范围。
(2)设过点F的直线l交椭圆于A、B两点。若直线l绕点F任意转动,恒有|OA|2+|OB|2<|AB|2,求a的取值范围。
解:(1)设M,N为短轴的两个三等分点,因为△MNF为正三角形
所以
即1=
解得
因此,椭圆方程为;
所以
即1=
解得
因此,椭圆方程为;
(2)设
(i)当直线AB与x轴重合时
因此,恒有。
(ii)当直线AB不与x轴重合时,
设直线AB的方程为代入
整理得
所以
因为
所以∠AOB恒为钝角
即恒成立
又
所以对m∈R恒成立,
即对m∈R成立
当m∈R时,最小值为0
所以
因为a>0,b>0
所以
即
解得a>或a<(舍去)
即a>
综合(i)(ii),a的取值范围为(,+)。
(i)当直线AB与x轴重合时
因此,恒有。
(ii)当直线AB不与x轴重合时,
设直线AB的方程为代入
整理得
所以
因为
所以∠AOB恒为钝角
即恒成立
又
所以对m∈R恒成立,
即对m∈R成立
当m∈R时,最小值为0
所以
因为a>0,b>0
所以
即
解得a>或a<(舍去)
即a>
综合(i)(ii),a的取值范围为(,+)。
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