题目内容

15.已知椭圆C的方程为$\frac{{x}^{2}}{{a}^{2}}$+$\frac{{y}^{2}}{{b}^{2}}$=1(a>b>0),双曲线$\frac{{x}^{2}}{{a}^{2}}$-$\frac{{y}^{2}}{{b}^{2}}$=1的一条渐近线与x轴所成的夹角为30°,且双曲线的焦距为4$\sqrt{2}$.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设F1,F2分别为椭圆C的左,右焦点,过F2作直线l(与x轴不重合)交于椭圆于A,B两点,线段AB的中点为E,记直线F1E的斜率为k,求k的取值范围.

分析 (1)由双曲线的渐近线方程及斜率公式,即可求得a2=3b2,c=2$\sqrt{2}$,即a2+b2=8,即可求得a和b的值,求得椭圆方程;
(2)设直线AB的方程,代入椭圆方程,利用韦达定理求得斜率丨k丨用t表示,利用基本不等式即可求得k的取值范围.

解答 解:(1)由一条渐近线与x轴所成的夹角为30°,则$\frac{b}{a}$=tan30°=$\frac{\sqrt{3}}{3}$,即a2=3b2,
由2c=4$\sqrt{2}$.c=2$\sqrt{2}$,则a2+b2=8,
解得:a2=8,b2=2,
∴椭圆的标准方程:$\frac{{x}^{2}}{6}+\frac{{y}^{2}}{2}=1$;
(2)由(1)可知:F2(2,0),直线AB的方程:x=ty+2,A(x1,y1),B(x2,y2),
$\left\{\begin{array}{l}{x=ty+2}\\{\frac{{x}^{2}}{6}+\frac{{y}^{2}}{2}=1}\end{array}\right.$,整理得:(t2+3)y2+4ty-2=0,
y1+y2=-$\frac{4t}{{t}^{2}+3}$,x1+x2=$\frac{12}{{t}^{2}+3}$,
则E($\frac{6}{{t}^{2}+3}$,-$\frac{2t}{{t}^{2}+3}$),
由F1(-2,0),则直线F1E的斜率k=$\frac{\frac{2t}{{t}^{2}+3}}{-2-\frac{6}{{t}^{2}+3}}$=-$\frac{t}{{t}^{2}+6}$,
①当t=0时,k=0,
②当t≠0时,丨k丨=$\frac{丨t丨}{丨t{丨}^{2}+6}$=$\frac{1}{丨t丨+\frac{6}{丨t丨}}$≤$\frac{1}{2\sqrt{6}}$,
即丨k丨∈(0,$\frac{\sqrt{6}}{12}$],
∴k的取值范围[-$\frac{\sqrt{6}}{12}$,$\frac{\sqrt{6}}{12}$].

点评 本题考查椭圆的标准方程,直线与椭圆的位置关系,考查韦达定理,直线的斜率公式及基本不等式的应用,考查计算能力,属于中档题.

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