Question

長(zhǎng)方形ABCD，，BC=1，以AB的中點(diǎn)O為原點(diǎn)建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系．
（1）求以A、B為焦點(diǎn)，且過(guò)C、D兩點(diǎn)的橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程：
（2）過(guò)點(diǎn)p（0，2）的直線m與（1）中橢圓只有一個(gè)公共點(diǎn)，求直線m的方程：
（3）過(guò)點(diǎn)p（0，2）的直線l交（1）中橢圓與M，N兩點(diǎn)，是否存在直線l，使得以弦MN為直徑的圓恰好過(guò)原點(diǎn)？若存在，直線l的方程；若不存在，說(shuō)明理由．

Answer 1

【答案】分析：（1）由題意可得點(diǎn)A，B，C的坐標(biāo)，設(shè)出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程，根據(jù)題意知2a=AC+BC，求得a，進(jìn)而根據(jù)b，a和c的關(guān)系求得b，則橢圓的方程可得．
（2）設(shè)直線m的方程為y=kx+2，由，得（2k²+1）x²+8kx+4=0，直線m與橢圓只有一個(gè)公共點(diǎn)，利用韋達(dá)定理能求出直線m的方程．
（3）設(shè)直線l的方程為y=kx+2．與橢圓方程聯(lián)立，根據(jù)判別式大于0求得k的范圍，設(shè)M，N兩點(diǎn)坐標(biāo)分別為（x₁，y₁），（x₂，y₂）．根據(jù)韋達(dá)定理求得x₁+x₂和x₁x₂，進(jìn)而根據(jù)若以MN為直徑的圓恰好過(guò)原點(diǎn)，推斷則⊥，得知x₁x₂+y₁y₂=0，根據(jù)x₁x₂求得y₁y₂代入即可求得k，最后檢驗(yàn)看是否符合題意．
解答：解：（1）由題意可得點(diǎn)A，B，C的坐標(biāo)分別為（-，0），（，0），（，1）．
設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是=1（a＞b＞0）．
則2a=AC+BC，
即2a=+1=4＞2，所以a=2．
所以b²=a²-c²=4-2=2．
所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是+=1．
（2）設(shè)直線m的方程為y=kx+2，
由，得（2k²+1）x²+8kx+4=0，
∵直線m與橢圓只有一個(gè)公共點(diǎn)，
∴△=64k²-16（k²+1）=0，解得k=±．
∴直線m的方程為y=x，或y=-x．
（3）由題意知，直線l的斜率存在，可設(shè)直線l的方程為y=kx+2．
由，得（1+2k²）x²+8kx+4=0．
因?yàn)镸，N在橢圓上，
所以△=64k²-16（1+2k²）＞0．
設(shè)M，N兩點(diǎn)坐標(biāo)分別為（x₁，y₁），（x₂，y₂）．
則x1+x2=-，x1x2=，
若以MN為直徑的圓恰好過(guò)原點(diǎn)，則⊥，
所以x₁x₂+y₁y₂=0，
所以，x₁x₂+（kx₁+2）（kx₂+2）=0，
即（1+k²）x₁x₂+2k（x₁+x₂）+4=0，
所以，-+4=0，即=0，
得k²=2，k=±．
經(jīng)驗(yàn)證，此時(shí)△=48＞0．
所以直線l的方程為y=x+2，或y=-x+2．
即所求直線存在，其方程為y=x+2，或y=-x+2．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程以及直線與橢圓的關(guān)系．在設(shè)直線方程時(shí)一定要看斜率的存在情況，最后還要檢驗(yàn)斜率k是否符合題意．