题目内容

【题目】设椭圆的左、右焦点分别为,,上顶点为,过点与垂直的直线交轴负半轴于点,且,过,三点的圆恰好与直线相切.

求椭圆的方程;

过右焦点作斜率为的直线与椭圆交于两点,问在轴上是否存在点,使得以为邻边的平行四边形是菱形?如果存在,求出的取值范围;如果不存在,说明理由.

【答案】(1) ;(2)存在, .

【解析】

设点的坐标为,且,利用以及得出点的坐标,利用外接圆圆心到该直线的距离等于半径,可求出的值,进而得出与的值,从而得出椭圆的方程;令,得出,设点、,将直线l的方程与椭圆的方程联立,利用韦达定理,求出线段的中点的坐标,将条件“以为邻边的平行四边形是菱形”转化为,得出这两条直线的斜率之积为,然后得出的表达式,利用不等式的性质可求出实数的取值范围.

设椭圆C的焦距为,则点的坐标为,点的坐标为,设点Q的坐标为,且,

如下图所示,

,,

,则,所以,,则点Q的坐标为,

直线与直线AQ垂直,且点,所以,,,

由,得,则,.

为直角三角形,且为斜边,

线段的中点为,的外接圆半径为2c.

由题意可知,点到直线的距离为,

所以,,,,

因此,椭圆C的方程为.

由题意知,直线的斜率,并设,则直线l的方程为,

设点、

将直线的方程与椭圆C的方程联立,

消去x得,

由韦达定理得,.

,.

所以,线段MN的中点为点.

由于以PM,PN为邻边的平行四边形是菱形,则,则,所以,.

由两点连线的斜率公式可得,得.

由于,则,所以,,所以,.

因此,在x轴上存在点,使得以PM,PN为邻边的平行四边形是菱形,

且实数m的取值范围是.

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