(A题)如图,在椭圆+=1(a>0)中,F1,F2分别是椭圆的左右焦点,B,D分别为椭圆的左右顶点,A为椭圆在第一象限内弧上的任意一点,直线AF1交y轴于点E,且点F1,F2三等分线段BD.
(1)若四边形EBCF2为平行四边形,求点C的坐标;
(2)设m=,n=,求m+n的取值范围.
网友回答
解:(1)因为F1,F2三等分线段BD,所以|F1F2|=|BD|,即2c=,所以a=3c①,
又a2=b2+c2②,b2=8③,联立①②③解得a=3,c=1,
所以B(-3,0),F1(-1,0),F1为BF2的中点,
因为四边形EBCF2为平行四边形,所以C,E关于F1(-1,0)对称,
设C(x0,y0),则E(-2-x0,-y0),
因为E在y轴上,所以-2-x0=0,解得x0=-2,
又因为点C(x0,y0)在椭圆上,所以,
又x0=-2,所以,解得y0=±,依题意,
因此点C的坐标为(-2,-);
(2)依题意直线AC的斜率存在,所以可设直线AC:y=k(x+1),A(x1,y1),C(x2,y2),
由,得(8+9k2)x2+18k2x+9(k2-8)=0,,,
所以m======,其中h为点O到AE的距离,
n=======,
m+n=+==,
=2+=2+=2+=2-=-.
因为点A在第一象限,所以0<k<2,即0<k2<8,
令t=-,则,所以0<8-<8,即0<<,解得t>2,
故m+n的取值范围是t>2.
解析分析:(1)由F1,F2三等分线段BD,得|F1F2|=|BD|,即2c=①,又a2=b2+c2②,b2=8③,联立方程组即可求得a,c值,从而可得F1坐标为(-1,0),由四边形EBCF2为平行四边形及F1为BF2的中点,知F1为CE中点,即C、E关于点F1对称,设C(x0,y0),则E(-2-x0,-y0),根据C在椭圆上及E在y轴上可得关于x0的方程组,由此可求得C点坐标;(2)易知直线AC存在斜率,设直线AC:y=k(x+1),A(x1,y1),C(x2,y2),由,得(8+9k2)x2+18k2x+9(k2-8)=0,,,则m+n=+=+=+,利用弦长公式及韦达定理可把m+n表示为关于k的函数,由点A在第一象限可求得k的取值范围,根据k的范围即可求得m+n的取值范围;
点评:本题考查直线与圆锥曲线的位置关系、椭圆方程的求解,考查函数思想,考查学生综合运用所学知识分析问题解决问题的能力,解决(2)问的关键是把m+n表示为关于直线AC斜率k的函数,体现函数思想.