题目内容
已知椭圆E的中心在坐标原点,焦点在x轴上,离心率为
,且椭圆E上一点到两个焦点距离之和为4,l1,l2是过点P(0,2)且互相垂直的两条直线,l1交E于A,B两点,l2交E于C,D两点,AB,CD的中点分别为M,N,
(1)求椭圆E的方程;
(2)求l1的斜率k的取值范围;
(3)求
的取值范围.
(1)求椭圆E的方程;
(2)求l1的斜率k的取值范围;
(3)求
解:(1)设椭圆方程为
,
由
得
,
∴椭圆方程为
。
(2)由题意知,直线l1的斜率存在且不为零,
∵l1:y=kx+2,
∴l2:y=-
x+2,
由
消去y并化简整理,得(3+4k2)x2+16kx+4=0,
根据题意,Δ=(16k)2-16(3+4k2)>0,解得k2>
,
同理得
,k2<4,
∴
<k2<4,k∈(-2,-
)∪(
,2);
(3)设A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0),
那么x1+x2=-
,
∴x0=
,y0=kx0+2=
,
∴M
,
同理得N
,即N
,
∴
=
,
∵
<k2<4,
∴2≤k2+
,
∴
,
即
的取值范围是
。
由
∴椭圆方程为
(2)由题意知,直线l1的斜率存在且不为零,
∵l1:y=kx+2,
∴l2:y=-
由
根据题意,Δ=(16k)2-16(3+4k2)>0,解得k2>
同理得
∴
(3)设A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0),
那么x1+x2=-
∴x0=
∴M
同理得N
∴
∵
∴2≤k2+
∴
即
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