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解答题已知中心在坐标原点焦点在x轴上的椭圆C 其长轴长等于4 离心率为.(Ⅰ)求椭圆C

时间:2019-05-01 16:18:42

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解答题已知中心在坐标原点焦点在x轴上的椭圆C 其长轴长等于4 离心率为.(Ⅰ)求椭圆C

问题补充:

解答题已知中心在坐标原点焦点在x轴上的椭圆C,其长轴长等于4,离心率为.

(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;

(Ⅱ)若点E(0,1),问是否存在直线l:y=kx+m与椭圆C交于M,N两点,且|ME|=|NE|?若存在,求出k的取值范围,若不存在,请说明理由.

答案:

解:(Ⅰ)由题意可设椭圆的标准方程为:+=1,(a>b>0)…(1分)

则由长轴长等于4,即2a=4,所以a=2.…(2分)

又离心率为,所以c=,…(3分)

所以b2=a2-c2=2…(4分)

所求椭圆C的标准方程为…(5分)

(Ⅱ)假设存在这样的直线l:y=kx+m,设M(x1,y1),N(x2,y2),MN的中点为F(x0,y0),

因为|ME|=|NE|,所以MN⊥EF,所以…①

(i)k=0,显然直线y=m(-<m<)符合题意;

(ii)下面仅考虑k≠0情形:

由直线方程代入椭圆方程,消去y可得(1+2k2)x2+4kmx+2m2-4=0,

由△=16k2m2-4(1+2k2)(2m2-4)>0,可得4k2+2>m2…②…(7分)

则x0==-,.…(8分)

代入①式得,解得m=-1-2k2…(11分)

代入②式得4k2+2>-1-2k2,得.

综上(i)(ii)可知,存在这样的直线l,其斜率k的取值范围是(-,)…(13分)解析分析:(Ⅰ)由题意可设椭圆的标准方程,利用长轴长等于4,离心率为,可求a,c的值,从而b2=a2-c2=2,进而可得椭圆C的标准方程;(Ⅱ)假设存在这样的直线l:y=kx+m,设M(x1,y1),N(x2,y2),MN的中点为F(x0,y0),根据|ME|=|NE|,可得,考虑k=0与k≠0情形,由直线方程代入椭圆方程,确定中点坐标,结合判别式,即可确定斜率k的取值范围.点评:本题考查椭圆的标准方程,考查直线与椭圆的位置关系,联立方程,确定中点坐标是关键.

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