1、
已知椭圆C: 的两个焦点和短轴的两个顶点构成的四边形是一个正方形,且其周长为 .
(I)求椭圆C的方程;
(II)设过点B(0,m)(m>0)的直线 与椭圆C相交于E,F两点,点B关于原点的对称点为D,若点D总在以线段EF为直径的圆内,求m的取值范围.
【考点】
【答案】
解:(I)由题意,得: 又因为
解得 ,所以椭圆C的方程为 .
(II)当直线 的斜率不存在时,由题意知 的方程为x=0,
此时E,F为椭圆的上下顶点,且 ,
因为点 总在以线段 为直径的圆内,且 ,
所以 ,故点B在椭圆内.
当直线 的斜率存在时,设 的方程为 .
由方程组 得 ,
因为点B在椭圆内,
所以直线 与椭圆C有两个公共点,即 .
设 ,则 .
设EF的中点 ,则 ,
所以 .所以 ,
,
因为点D总在以线段EF为直径的圆内,所以 对于 恒成立.
所以 .
化简,得 ,整理,得 ,
而 (当且仅当k=0时等号成立)所以 ,
由m>0,得 .综上,m的取值范围是 .
【解析】
(1)由条件列出关于a,b,c的方程组求a,b,c得到椭圆的方程;
(2)先讨论直线的存在时,由点B关于原点的对称点为D总在以线段EF为直径的圆内,求出m的范围;再讨论当直线斜率存在时,设出直线的方程,代入到椭圆方程中,消去y得到关于x的一元二次方程,由韦达定理求出EF的中点坐标,当点D在以EF为直径的圆内时,由圆的性质得到关于m与k的不等式,求m的范围.
【考点精析】通过灵活运用点与圆的位置关系和椭圆的标准方程,掌握点与圆的位置关系有三种:若,则点在圆外;点在圆上;点在圆内;椭圆标准方程焦点在x轴:,焦点在y轴:即可以解答此题.
题型:解答题
题类:
难度:困难
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