题目内容

7.已知椭圆的中心是坐标原点O,焦点在x轴上,离心率为$\frac{\sqrt{2}}{2}$,坐标原点O到过右焦点F且斜率为1的直线的距离为$\frac{\sqrt{2}}{2}$.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设过右焦点F且与坐标轴不垂直的直线l交椭圆于P、Q两点,在线段OF上是否存在点M(m,0),使得|MP|=|MQ|?若存在,求出m的取值范围;若不存在,请说明理由.

分析 (1)利用椭圆的定义及性质、点到直线的距离公式即可求出;
(2)若|MQ|=|MP|,把直线l的方程与椭圆的方程联立并利用根与系数的关系即可得出.

解答 解:(1)由题意设此椭圆的方程为$\frac{{x}^{2}}{{a}^{2}}+\frac{{y}^{2}}{{b}^{2}}=1$,过右焦点F且斜率为1的直线的方程为:y=x-c,
则$\left\{\begin{array}{l}{\frac{c}{a}=\frac{\sqrt{2}}{2}}\\{\frac{c}{\sqrt{2}}=\frac{\sqrt{2}}{2}}\end{array}\right.$,解得$\left\{\begin{array}{l}{c=1}\\{a=\sqrt{2}}\end{array}\right.$,∴b=1,∴椭圆的方程为$\frac{{x}^{2}}{2}+{y}^{2}=1$.
(2)假设存在点M(m,0)(0<m<1)满足条件,使得|MP|=|MQ|,
因为直线与x轴不垂直,
所以直线l的方程可设为y=k(x-1)(k≠0),P(x1,y1),Q(x2,y2).
代入椭圆方程可得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-2=0.
由△>0恒成立,∴x1+x2=$\frac{4{k}^{2}}{1+2{k}^{2}}$.(*)
∵|MQ|=|MP|,
∴$\sqrt{({x}_{2}-m)^{2}+{{y}_{2}}^{2}}$=$\sqrt{({x}_{1}-m)^{2}+{{y}_{1}}^{2}}$,
又y1=k(x1-1),y2=k(x2-1).
化为(1+k2)(x1+x2)-2m-2k2=0,
把(*)代入上式得(1+k2)×$\frac{4{k}^{2}}{1+2{k}^{2}}$-2m-2k2=0,
化为m=$\frac{{k}^{2}}{1+2{k}^{2}}$=$\frac{1}{2+\frac{1}{{k}^{2}}}$,
∵k2>0,∴0<m<$\frac{1}{2}$.

点评 熟练掌握椭圆的定义及性质、点到直线的距离公式、菱形的性质、直线与椭圆的相交问题的解题模式、一元二次方程的根与系数的关系是解题的关键.

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