设椭圆C:(a>0)的两个焦点是F1(-c,0)和F2(c,0)(c>0),且椭圆C与圆x2+y2=c2有公共点.
(Ⅰ)求a的取值范围;
(Ⅱ)若椭圆上的点到焦点的最短距离为,求椭圆的方程;
(Ⅲ)对(2)中的椭圆C,直线l:y=kx+m(k≠0)与C交于不同的两点M、N,若线段MN的垂直平分线恒过点A(0,-1),求实数m的取值范围.
网友回答
解:(Ⅰ)由已知,a>1,
∴方程组有实数解,从而,
故c2≥1,所以a2≥2,即a的取值范围是.
(Ⅱ)设椭圆上的点P(x,y)到一个焦点F2(c,0)的距离为d,
则
=(-a≤x≤a).
∵,
∴当x=a时,dmin=a-c,
(可以直接用结论)
于是,,
解得.
∴所求椭圆方程为.
(Ⅲ)由
得(3k2+1)x2+6mkx+3(m2-1)=0(*)
∵直线l与椭圆交于不同两点,
∴△>0,即m2<3k2+1.①
设M(x1,y1)、N(x2,y2),则x1、x2是方程(*)的两个实数解,
∴,
∴线段MN的中点为,
又∵线段MN的垂直平分线恒过点A(0,-1),
∴AQ⊥MN,
即,即2m=3k2+1(k≠0)②
由①,②得m2<2m,0<m<2,又由②得,
∴实数m的取值范围是.
解析分析:(Ⅰ)由已知,a>1,方程组有实数解,从而,由此能得到a的取值范围.(Ⅱ)设椭圆上的点P(x,y)到一个焦点F2(c,0)的距离为d,则=(-a≤x≤a).由,当x=a时,dmin=a-c,于是,,由此能导出所求椭圆方程.(Ⅲ)由,得(3k2+1)x2+6mkx+3(m2-1)=0.由直线l与椭圆交于不同两点,知△>0,由此入手能求出实数m的取值范围.
点评:本题考查圆锥曲线的性质和应用,解题时要认真审题,仔细解答,注意公式的灵活运用.