已知椭圆C的中心为原点,点F(1,0)是它的一个焦点,直线l过点F与椭圆C交于A,B两点,且当直线l垂直于x轴时,OA•

1个回答

  • (Ⅰ)设椭圆C的方程为:

    x 2

    a 2 +

    y 2

    b 2 =1(a>b>0),则a 2-b 2=1.①

    ∵当l垂直于x轴时,A,B两点坐标分别是(1,

    b 2

    a )和(1,-

    b 2

    a ),

    OA •

    OB =(1,

    b 2

    a )•(1,-

    b 2

    a )=1-

    b 4

    a 2 ,则1-

    b 4

    a 2 =

    5

    6 ,即a 2=6b 4.②

    由①,②消去a,得6b 4-b 2-1=0.∴b 2=

    1

    2 或b 2=-

    1

    3 .

    当b 2=

    1

    2 时,a 2=

    3

    2 .因此,椭圆C的方程为

    2 x 2

    3 +2y 2=1.

    (Ⅱ)设存在满足条件的直线l.

    (1)当直线l垂直于x轴时,由(Ⅰ)的解答可知|AB|=

    2 b 2

    a =

    6

    3 ,焦点F到右准线的距离为d=

    a 2

    c -c=

    1

    2 ,

    此时不满足d=

    3

    2 |AB|.

    因此,当直线l垂直于x轴时不满足条件.

    (2)当直线l不垂直于x轴时,设直线l的斜率为k,则直线l的方程为y=k(x-1).

    y=k(x-1)

    2 x 2

    3 +2 y 2 =1 ⇒(6k 2+2)x 2-12k 2x+6k 2-3=0,

    设A,B两点的坐标分别为(x 1,y 1)和(x 2,y 2),则x 1+x 2=

    6 k 2

    3 k 2 +1 ,x 1x 2=

    6 k 2 -3

    6 k 2 +2 .

    |AB|=

    1+ k 2 |x 1-x 2|=

    (1+ k 2 )[ ( x 1 + x 2 ) 2 -4 x 1 x 2 ] =

    (1+ k 2 )[ (

    6 k 2

    3 k 2 +1 ) 2 -4(

    6 k 2 -3

    6 k 2 +2 )] =-

    6 ( k 2 +1)

    3 k 2 +1 .

    又设AB的中点为M,则x M=

    x 1 + x 2

    2 =

    3 k 2

    3 k 2 +1 .

    当△ABP为正三角形时,直线MP的斜率为k MP=-

    1

    k .

    ∵x p=

    3

    2 ,∴|MP|=

    1+

    1

    k 2 |x p-x M|=

    1+

    1

    k 2 •(

    3

    2 -

    3 k 2

    3 k 2 +1 )=

    1+ k 2

    k 2 •

    3( k 2 +1)

    2(3 k 2 +1) .

    当△ABP为正三角形时,|MP|=

    3

    2 |AB|,即

    1+ k 2

    k 2 •

    3( k 2 +1)

    2(3 k 2 +1) =

    3

    2 •

    6 ( k 2 +1)

    3 k 2 +1 ,

    解得k 2=1,k=±1.

    因此,满足条件的直线l存在,且直线l的方程为x-y-1=0或x+y-1=0.