题目内容
【题目】设F1、F2分别为椭圆Γ: =1(a>b>0)的左、右两个焦点,若椭圆上一点M(1, )到两个焦点的距离之和等于4.又已知点A是椭圆的右顶点,直线l交椭圆Γ于E、F两点(E、F与A点不重合),且满足AE⊥AF. (Ⅰ) 求椭圆的标准方程;
(Ⅱ) O为坐标原点,若点P满足2 ,求直线AP的斜率的取值范围.
【答案】解:(Ⅰ)依题意,可得2a=4,即a=2,又点 在椭圆上, 将点M(1, )代入椭圆方程可知 ,
解得:b2=3,
∴椭圆Γ的标准方程为 ;
(Ⅱ) 由(Ⅰ)知A(2,0),设直线AE的方程为y=k(x﹣2),
,整理得:(3+4k2)x2﹣16k2x+16k2﹣12=0,
由韦达定理可知:2+xE= ,可得xE= ,
yE=k(xE﹣2)= ,
由于AE⊥AF,只要将上式的k换为﹣ ,
可得xF= ,yF= ,
由2 ,可得P为EF的中点,
即有P( , ),
则直线AP的斜率为t= = ,
当k=0时,t=0;
当k≠0时,t= ,
再令s= ,可得t= ,
当s=0时,t=0;当s>0时,t= ≤ = ,
当且仅当4s= 时,取得最大值;
当s<0时,t= ≥﹣ ,
综上可得:直线AP的斜率的取值范围是[﹣ , ]
【解析】(Ⅰ)由题意可得a=2,c=1,由a,b,c的关系可得b,进而得到椭圆方程;(Ⅱ)设直线AE的方程为y=k(x﹣2),代入椭圆方程,运用韦达定理,可得E的坐标,由两直线垂直可得F的坐标,再由直线的斜率公式,结合基本不等式即可得到斜率的最值,进而得到所求范围.
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