在平面直角坐标系xOy中,椭圆C的中心为原点,焦点F1,F2在x轴上,离心率为12.过F1的直线交椭圆C于A,B两
在平面直角坐标系xOy中,椭圆C的中心为原点,焦点F1,F2在x轴上,离心率为12.过F1的直线交椭圆C于A,B两点,且△ABF2的周长为8.过定点M(0,3)的直线l1...
在平面直角坐标系xOy中,椭圆C的中心为原点,焦点F1,F2在x轴上,离心率为12.过F1的直线交椭圆C于A,B两点,且△ABF2的周长为8.过定点M(0,3)的直线l1与椭圆C交于G,H两点(点G在点M,H之间).(Ⅰ) 求椭圆C的方程;(Ⅱ)设直线l1的斜率k>0,在x轴上是否存在点P(m,0),使得以PG、PH为邻边的平行四边形为菱形.如果存在,求出m的取值范围;如果不存在,请说明理由.
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(Ⅰ)设椭圆的方程为
+
=1(a>b>0),离心率e=
=
,
△ABF2的周长为|AF1|+|AF2|+|AF1|+|AF2|=4a=8,
解得a=2,c=1,则b2=a2-c2=3,
所以椭圆的方程为
+
=1.
(Ⅱ)直线l1的方程为y=kx+3(k>0),
由
,消去y并整理得(3+4k2)x2+24kx+24=0(*),
△=(24k)2-4×24×(3+4k2)>0,解得k>
,
设椭圆的弦GH的中点为N(x0,y0),
则“在x轴上是否存在点P(m,0),使得以PG、PH为邻边的平行四边形为菱形.”等价于“在x轴上是否存在点P(m,0),使得PN⊥l1”.
设G(x1,y1),H(x2,y2),由韦达定理得,x1+x2=?
,
所以x0=
=?
,∴y0=kx0+3═
,
∴N(?
,
),kPN=?
,
所以,?
?k=?1,解得m=?
(k>
).
m′(k)=
>
>0,
所以,函数m=?
(k>
)在定义域(
,+∞)单调递增,m(
)=?
x2 |
a2 |
y2 |
b2 |
c |
a |
1 |
2 |
△ABF2的周长为|AF1|+|AF2|+|AF1|+|AF2|=4a=8,
解得a=2,c=1,则b2=a2-c2=3,
所以椭圆的方程为
x2 |
4 |
y2 |
3 |
(Ⅱ)直线l1的方程为y=kx+3(k>0),
由
|
△=(24k)2-4×24×(3+4k2)>0,解得k>
| ||
2 |
设椭圆的弦GH的中点为N(x0,y0),
则“在x轴上是否存在点P(m,0),使得以PG、PH为邻边的平行四边形为菱形.”等价于“在x轴上是否存在点P(m,0),使得PN⊥l1”.
设G(x1,y1),H(x2,y2),由韦达定理得,x1+x2=?
24k |
3+4k2 |
所以x0=
x1+x2 |
2 |
12k |
3+4k2 |
9 |
3+4k2 |
∴N(?
12k |
3+4k2 |
9 |
3+4k2 |
9 |
12k+m(3+4k2) |
所以,?
9 |
12k+m(3+4k2) |
3k |
3+4k2 |
| ||
2 |
m′(k)=
3(2k?
| ||||
(3+4k2)2 |
3(
| ||||||
(3+4k2)2 |
所以,函数m=?
3k |
3+4k2 |
| ||
2 |
| ||
2 |
| ||
2 |
|