题目内容

已知椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的离心率为
3
2
,过焦点且垂直于长轴的直线被椭圆截得的弦长为1,过点M(3,0)的直线与椭圆C相交于两点A,B,
(1)求椭圆的方程;
(2)设P为椭圆上一点,且满足
OA
+
OB
=t
OP
(O为坐标原点),当|
PA
-
PB
|<
3
时,求实数t的取值范围.
分析:(1)利用离心率求得a和c关系,进而利用椭圆方程中a,b和c的关系求得a和b的关系,最后利用过焦点且垂直于长轴的直线被椭圆截得的弦长求得b,则a可求得,椭圆的方程可得.
(2)设出A,B,P的坐标和AB的直线方程与椭圆的方程联立消去y,利用判别式大于0求得k的范围,利用韦达定理表示出x1+x2和x1x2,利用
OA
+
OB
=t
OP
求得k和t的关系,把点P坐标代入椭圆的方程,利用|
PA
-
PB
|<
3
求得k的范围,进而利用k和t的关系求得t的范围.
解答:解:(1)由已知e=
c
a
=
3
2
,所以
c2
a2
=
3
4

所以a2=4b2,c2=3b2所以
x2
4b2
+
y2
b2
=1

又由过焦点且垂直于长轴的直线被椭圆截得的弦长为
2b2
a
=1

所以b=1
所以
x2
4
+y2=1

(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),P(x,y)
设AB:y=k(x-3)与椭圆联立得
y=k(x-3)
x2
4
+y2=1

整理得(1+4k2)x2-24k2x+36k2-4=0,△=242k4-16(9k2-1)(1+4k2)>0得k2
1
5
x1+x2=
24k2
1+4k2
x1x2=
36k2-4
1+4k2

OA
+
OB
=(x1+x2y1+y2)=t(x,y)
x=
1
t
(x1+x2)
=
24k2
t(1+4k2)
y=
1
t
(y1+y2)=
1
t
[k(x1+x2)-6k]=
-6k
t(1+4k2)

由点P在椭圆上得
(24k2)2
t2(1+4k2)2
+
144k2
t2(1+4k2)2
=4
,36k2=t2(1+4k2
又由|
PA
-
PB
|<
3
,即|BA|<
3

所以|AB|=
1+k2
|x1-x2|<
3

所以(1+k2)(x1-x22<3(1+k2)[(x1+x22-4x1x2]<3(1+k2[
242k4
(1+4k2)2
-
4(36k2-4)
1+4k2
]
<3
整理得:(8k2-1)(16k2+13)>0
所以8k2-1>0,k2
1
8

所以
1
8
k2
1
5

由36k2=t2(1+4k2)得t2=
36k2
1+4k2
=9-
9
1+4k2

所以3<t2<4,所以-2<t<-
3
3
<t<2
点评:本题主要考查了直线与圆锥曲线的综合问题.解题的过程一般是把直线与圆锥曲线的方程联立,利用韦达定理和判别式来作为解题的关键.
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