题目内容
【题目】已知椭圆
的左、右焦点分别为
,
.过焦点且垂直于
轴的直线与椭圆
相交所得的弦长为3,直线
与椭圆
相切.
(1)求椭圆
的标准方程;
(2)设过点
的直线
与椭圆
相交于
,
两点,若
,问直线
是否存在?若存在,求直线
的斜率
的取值范围;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
;(2)直线
存在,且直线
的斜率
的取值范围是
.
【解析】
(1)由题意,
,
解方程组即可;
(2)分直线
垂直于
轴和直线
不垂直于
轴两种情况讨论,当直线
垂直于
轴时,易得
,
,
,不符合题意;当直线
不垂直于
轴时,设
,
,直线
方程为
,联立椭圆方程得到根与系数的关系,代入
的坐标表示中,即可得到关于
的不等式,解不等式即可.
(1)设椭圆
的半焦距为
.
在
中,令
,得
,解得
.
由垂径长(即过焦点且垂直于实轴的直线与椭圆
相交所得的弦长)为3,
得
,
所以
.①
因为直线
与椭圆
相切,则
.②
将②代入①,得
.
故椭圆
的标准方程为
.
(2)设点
,
.
易知点
,当直线
的斜率存在时,设为
,则直线
的方程为
.
联立
,得
,
则
恒成立.
所以
,
,
.
因为
,
所以
,即
.
即
,
得
,得
,
即
,解得
.
当直线
的斜率
不存在时,点
,
,
,
,
此时,
,不符合题意,故舍去.
综上,直线
存在,且直线
的斜率
的取值范围是
.
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