题目内容
【题目】已知过点A(0,1)的椭圆C:
+
=1(a>b>0)的左右焦点分别为F1、F2 , B为椭圆上的任意一点,且
|BF1|,|F1F2|,
|BF2|成等差数列.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)直线l:y=k(x+2)交椭圆于P,Q两点,若点A始终在以PQ为直径的圆外,求实数k的取值范围.
【答案】
(1)
解:∵
|BF1|,|F1F2|,
|BF2|成等差数列,
∴2|F1F2|=
|BF1|+
|BF2|=
(|BF1|+|BF2|),
由椭圆定义得22c=
2a,
∴c=
a;
又椭圆C:
+
=1(a>b>0)过点A(0,1),
∴b=1;
∴c2=a2﹣b2=a2﹣1=
a2,
解得a=2,c=
;
∴椭圆C的标准方程为
+y2=1;
(2)
解:设P(x1,y1),Q(x2,y2)
联立方程
,消去y得:
(1+4k2)x2+16k2x+(16k2﹣4)=0;
依题意直线l:y=k(x+2)恒过点(﹣2,0),此点为椭圆的左顶点,
∴x1=﹣2,y1=0,﹣﹣﹣﹣①
由方程的根与系数关系可得,x1+x2=
;②
可得y1+y2=k(x1+2)+k(x2+2)=k(x1+x2)+4k;③
由①②③,解得x2=
,y2=
;
由点A在以PQ为直径的圆外,得∠PAQ为锐角,即
>0;
由
=(﹣2,﹣1),
=(x2,y2﹣1),
∴
=﹣2x2﹣y2+1>0;
即
+
﹣1<0,
整理得,20k2﹣4k﹣3>0,
解得:k<﹣
或k>
,
∴实数k的取值范围是k<﹣
或k> ![]()
【解析】(1)由题意,利用等差数列和椭圆的定义求出a、c的关系,再根据椭圆C过点A,求出a、b的值,即可写出椭圆C的标准方程;(2)设P(x1 , y1),Q(x2 , y2),根据题意知x1=﹣2,y1=0;联立方程
消去y,由方程的根与系数关系求得x2、y2 , 由点A在以PQ为直径的圆外,得∠PAQ为锐角,
>0;由此列不等式求出k的取值范围.