已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,以两个焦点和短轴的两个端点为顶点的四边形是一个面积为8的正方形.

已知椭圆C的中心在原点,焦点在x轴上,以两个焦点和短轴的两个端点为顶点的四边形是一个面积为8的正方形.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设P(-4,0),过点P的直线l与椭圆C相交于M,N两点,当线段MN的中点落在正方形内(包括边界)时,求直线l的斜率的取值范围.
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今天俺生日 幼苗

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解题思路:(I)设出椭圆的方程,根据正方形的面积求出椭圆中参数a的值且判断出参数b,c的关系,根据椭圆的三个参数的关系求出b,c的值,即可得到椭圆的方程.
(II)设出直线的方程,将直线的方程与椭圆方程联立,利用二次方程的韦达定理得到弦中点的坐标,根据中点在正方形的内部,得到中点的坐标满足的不等关系,即可求直线l的斜率的取值范围.

(1)依题意,设椭圆C的方程为
x2
a2+
y2
b2=1(a>b>0),焦距为2c,
由题设条件知,a2=8,b=c,所以b2=
1
2a2=4
故椭圆C的方程为
x2
8+
y2
4=1…(6分).
(2)椭圆C的左准线方程为x=-4,所以点P的坐标为(-4,0)
显然直线l的斜率k存在,所以可设直线l的方程为y=k(x+4).
设点M,N的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),线段MN的中点为G(x0,y0


y=k(x+4)

x2
8+
y2
4=1得(1+2k2)x2+16k2x+32k2-8=0.①
由△=(16k22-4(1+2k2)(32k2-8)>0解得−

2
2<k<

2
2.②
因为x1,x2是方程①的两根,所以x1+x2=−
16k2
1+2k2,
于是有x0

点评:
本题考点: 直线与圆锥曲线的综合问题;直线的斜率;椭圆的标准方程.

考点点评: 本题通过正方形的面积转化为边长,要求学生能通过椭圆的定义,得到椭圆的相关基本量.第二问对于“线段MN的中点落在正方形内(包括边界)”是学生的思维难点,进行有效的代数化是解题的关键.可以让学生回忆数学中关于平面区域中位置的判断方法,找到它的充要条件.

1年前

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