题目内容

(22)已知某椭圆的焦点是F1(-4,0)、F2(4,0),过点F2并垂直于x轴的直线与椭圆的一个交点为

B,且|F1B|+|F2B|=10.椭圆上不同的两点A(x1,y1)、C(x2,y2)满足条件:

|F2A|、|F2B|、|F2C|成等差数列.

(Ⅰ)求该椭圆的方程;

(Ⅱ)求弦AC中点的横坐标;

(Ⅲ)设弦AC的垂直平分线的方程为y=kx+m,求m的取值范围.

(22)本题主要考查直线与椭圆等基本知识,考查综合运用数学知识和方法分析、解决问题的能力.

(Ⅰ)解:由椭圆定义及条件知

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2a=|F1B|+|F2B|=10,得 a=5.又c=4,

所以 b==3.

故椭圆方程为+=1.

 

(Ⅱ)由点B(4,yB)在椭圆上,得|F2B|=|yB|=.

解法一:

因为椭圆右准线方程为x=,离心率为.

根据椭圆定义,有|F2A|=(-x1),|F2C|=(-x2).

 

由|F2A|、|F2B|、|F2C|成等差数列得,(-x1)+(-x2)=2×.

由此得出x1+x2=8.

 

设弦AC的中点为P(x0,y0),

 

则 x0===4.

解法二:

由|F2A|、|F2B|、|F2C|成等差数列,得

=2×.          ①

 

由A(x1,y1)在椭圆=1上,得y12=(25-x12).

 

所以=

=.                   ②

同理可得.            ③

将②、③代入①式,得.

所以x1+x2=8.

 

设弦AC的中点为P(x0,y0),

 

则 x0===4.

 

(Ⅲ)解法一:

由A(x1,y1),C(x2,y2)在椭圆上,得

 

由④-⑤得9(x12-x22)+25(y12-y22)=0,

 

即 9()+25()()=0(x1≠x2).

 

将=x0=4,=y0,=-(k≠0)代入上式,得

 

9×4+25y0(-)=0(k≠0).

 

由上式得 k=y0(当k=0时也成立).

 

由点P(4,y0)在弦AC的垂直平分线上,得y0=4k+m,

 

所以 m=y0-4k=y0-y0=-y0.

 

由P(4,y0)在线段BB′(B′与B关于x轴对称,如图)的内部,得-<y0<,

所以 -<m<.

 

注:在推导过程中,未写明“x1≠x2”“k≠0”“k=0时也成立”及把结论写为“-≤m≤”的均不扣分.

 

解法二:

因为弦AC的中点为P(4,y0),

所以直线AC的方程为y-y0=-(x-4)(k≠0)   ⑥

将⑥代入椭圆方程=1,得

(9k2+25)x2-50(k y0+4)x+25(k y0+4)2-25×9k2=0,

 

所以x1+x2=.

解得k=(当k=0时也成立)

以下步骤同解法一.


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