解答题椭圆E:的左、右焦点分别为F1,F2,焦距为2,过F1作垂直于椭圆长轴的弦|PQ|,其长度为3.
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)若过F1的直线l交椭圆于A,B两点.判断是否存在直线l使得∠AF2B为钝角,若存在,求出l的斜率k的取值范围.
网友回答
解:(Ⅰ)依题意,解得a2=4,b2=3,
∴椭圆的方程为:.
(Ⅱ)(i)当过F1直线AB的斜率不存在时,点,
则,显然∠AF2B不为钝角.
(ii)当过F1直线AB的斜率存在时,设斜率为k,则直线AB的方程为y=k(x+1),
设A(x1,y1),B(x2,y2),由得:(4k2+3)x2+8k2x+4k2-12=0.△>0恒成立.
,
∴
=,
当∠AF2B为钝角时,<0,所以,
综上所述,满足条件的直线斜率k满足.解析分析:(Ⅰ)由焦距为2可求得c值,由弦长|PQ|为3可得=,再由a2=b2+c2即可求得a,b;(Ⅱ)分情况进行讨论:(i)当过F1直线AB的斜率不存在时易作出判断;(ii)当过F1直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=k(x+1),设A(x1,y1),B(x2,y2),当∠AF2B为钝角时,<0,利用韦达定理可把该不等式转化为关于k的不等式,若有解则存在,否则不存在;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,考查学生的探究能力、分析解决问题的能力,对于存在性问题往往先假设存在,以此为基础进行推导.