• 设F1、F2分别是椭圆x25+y24=1的左、右焦点.(Ⅰ)若P是该椭圆上的一个动点,求PF1?PF2的最大值和最小值;(Ⅱ)是否存在过点A(5,0)的直线l与椭圆交于不同的两点C、D,使得|F2C|=|F2D|?若存在,求直线l的方程;若不存在,请说明理由.试题及答案-解答题-云返教育

    • 试题详情

      设F1、F2分别是椭圆
      x2
      5
      +
      y2
      4
      =1的左、右焦点.
      (Ⅰ)若P是该椭圆上的一个动点,求
      PF1
      ?
      PF2
      的最大值和最小值;
      (Ⅱ)是否存在过点A(5,0)的直线l与椭圆交于不同的两点C、D,使得|F
      2C|=|F2D|?若存在,求直线l的方程;若不存在,请说明理由.

      试题解答


      见解析
      解:(Ⅰ)由题意知a=
      5
      ,b=2,c=1,∴F1=(-1,0),F2(1,0),
      设P(x,y),则
      PF1
      ?
      PF2
      =(-1-x,-y)? (1-x,-y)=x2+y2+1=x2+4-
      4
      5
      x2-1=
      1
      5
      x2+3,
      ∵x∈[-
      5
      5
      ],
      ∴当 x=0时,即点P为椭圆短轴???点时,
      PF1
      ?
      PF2
      有最小值3;
      当x=±
      5
      ,即点P为椭圆长轴端点时,
      PF1
      ?
      PF2
      有最大值4.
      (Ⅱ)假设存在满足条件的直线l.由题意知点A(5,0)在椭圆的外部,当直线l的斜率不存在时,直线l与椭圆无交点,所在直线l斜率存在,设为k,则直线l的方程为y=k(x-5)
      由方程组
      {
      x2
      5
      +
      y2
      4
      =1
      y=k(x-5)
      ,得(5k2+4)x2-50k2x+125k2-20=0
      依题意△=20(16-80k
      2) >0,∴-
      5
      5
      < k<
      5
      5

      当-
      5
      5
      <k<
      5
      5
      时,设交点C(x1,y1),D(x2,y2),CD的中点为R(x0,y0),
      x1+x2=
      50k2
      5k2+4
      ,x0=
      25k2
      5k2+4
      ,∴y0=k(x0-5) =k(
      25k2
      5k2+4
      -5) =
      -20k
      5k2+4

      又|F
      2C|=|F2D|?F2R⊥l?k?kF2R=-1,∴k?kF1R=k?
      0-(-
      20k
      5k2+4
      )
      1-
      25k2
      5k2+4
      =
      20k2
      4-20k2
      =-1,
      ∴20k
      2=20k2-4,而20k2=20k2-4不成立,所以不存在直线l,使得|F2C|=|F2D|
      综上所述,不存在直线l,使得|F
      2C|=|F2D|.
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