题目内容

3.已知椭圆x2+2y2=1上存在两点A,B关于直线L:y=4x+b对称,求实数b的取值范围.

分析 将A,B坐标代入椭圆方程,利用作差法,求得直线AB的斜率,由直线AB的斜率为-$\frac{1}{4}$,代入求得AB中点M(x0,y0),横坐标和纵坐标与m的关系,代入x2+2y2<1,即可求得b的取值范围.

解答 解:∵椭圆x2+2y2=1,焦点在x轴上,
设椭圆上两点A(x1,y1)、B(x2,y2)关于直线y=4x+b对称,
AB中点为M(x0,y0),直线AB的斜率为-$\frac{1}{4}$
则x12+2y12=1,①
x22+2y22=1,②
①-②得:(x1+x2)(x1-x2)+2(y1+y2)(y1-y2)=0,
由中点坐标公式可知:x1+x2=2x0,y1+y2=2y0
即 2x0•(x1-x2)+2•2y0•(y1-y2)=0,
∴$\frac{{y}_{1}-{y}_{2}}{{x}_{1}-{x}_{2}}$=-$\frac{1}{2}$•$\frac{{y}_{0}}{{x}_{0}}$=-$\frac{1}{4}$.
∴y0=$\frac{1}{2}$x0,代入直线方程y=4x+b得x0=-$\frac{2}{7}$b,y0=-$\frac{1}{7}$b;
∵(x0,y0)在椭圆内部,
∴$\frac{4{b}^{2}}{49}$+2×$\frac{{b}^{2}}{49}$<1,即6b2<49,
解得-$\frac{7\sqrt{6}}{6}$<b<$\frac{7\sqrt{6}}{6}$.
实数b的取值范围(-$\frac{7\sqrt{6}}{6}$,$\frac{7\sqrt{6}}{6}$).

点评 本题考查作差法求弦的直线方程的斜率,点与椭圆的位置关系,考查计算能力,属于中档题.

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