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【题目】在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆E:(a>b>0)的离心率为,且椭圆E的短轴的端点到焦点的距离等于2.

(1)求椭圆E的标准方程;

(2)己知A,B分别为椭圆E的左、右顶点,过x轴上一点P(异于原点)作斜率为k(k≠0)的直线l与椭圆E相交于C,D两点,且直线AC与BD相交于点Q.①若k=1,求线段CD中点横坐标的取值范围;②判断是否为定值,并说明理由.

【答案】(1);(2)①;②为定值,理由见解析

【解析】

(1)根据离心率和短轴的端点到焦点的距离列方程组,解方程组求得的值,由此求得椭圆的标准方程.

(2)①当时,设直线的方程为,联立直线的方程和椭圆的方程,利用判别式列不等式求得的取值范围.利用韦达定理以及中点坐标公式求得中点的横坐标,根据的取值范围,求得中点的横坐标的取值范围.

②将两点的坐标并代入椭圆方程进行化简.设直线的方程为,求得点的坐标,联立直线的方程和椭圆方程,写出韦达定理.利用直线和直线的方程进行化简,求得点的横坐标,由此求得

(1)由于椭圆离心率为,且椭圆E的短轴的端点到焦点的距离等于2,所以,解得,所以椭圆的标准方程为.

(2)①当时,设直线的方程为,,中点坐标为,由,得.所以.由,解得.故中点横坐标为,当时,即的中点为原点时,与重合,不满足条件.所以线段中点横坐标的取值范围是.

②为定值,理由如下:因为分别为椭圆的左右顶点,所以,因为在椭圆上,所以,所以,所以.

设直线的方程为,则.由得,所以,,也是要,又直线与直线的方程分别为与,两方程相除得,解得,所以为定值.

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