已知橢圓
x2
a2
+
y2
b2
=1的左、右焦點(diǎn)為F1、F2,橢圓上一個(gè)動(dòng)點(diǎn)P滿足|
PF1
|+|
PF2
|=4,|
F1F2
|=2
3

(1)求橢圓的方程;
(2)是否存在過定點(diǎn)(0,2)的直線l與橢圓交于不同的A、B,∠AOB=
π
2
,若存在,求出直線方程;若不存在,說明理由;
(3)由(2)問中,若∠AOB為銳角,求直線的斜率范圍.
考點(diǎn):直線與圓錐曲線的綜合問題
專題:圓錐曲線中的最值與范圍問題
分析:(1)由已知得
2a=4
2c=2
3
a2=b2+c2
,由此能求出橢圓方程.
(2)存在經(jīng)過定點(diǎn)(0,2)的直線l與橢圓C交于A、B兩點(diǎn)并且滿足∠AOB=
π
2
,設(shè)直線l為y=kx+2,把y=kx+2代入
x2
4
+y2=1
,得(4k2+1)x2+16kx+12=0,由此利用韋達(dá)定理結(jié)合已知條件能求出直線l的方程.
(3)設(shè)直線l為y=kx+2,把y=kx+2代入
x2
4
+y2=1
,得(4k2+1)x2+16kx+12=0,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),由∠AOB是銳角,得x1x2+y1y2>0,由此利用韋達(dá)定理能求出直線的斜率范圍.
解答: 解:(1)∵橢圓
x2
a2
+
y2
b2
=1的左、右焦點(diǎn)為F1、F2
橢圓上一個(gè)動(dòng)點(diǎn)P滿足|
PF1
|+|
PF2
|=4,|
F1F2
|=2
3

2a=4
2c=2
3
a2=b2+c2
,
解得a=2,b=1,
∴橢圓方程為
x2
4
+y2=1

(2)存在經(jīng)過定點(diǎn)(0,2)的直線l與橢圓C交于A、B兩點(diǎn)并且滿足∠AOB=
π
2

設(shè)直線l為y=kx+2,把y=kx+2代入
x2
4
+y2=1
,
并整理,得(4k2+1)x2+16kx+12=0,
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
則x1+x2=-
16k
4k2+1
,x1x2=
12
4k2+1

y1y2=(kx1+2)(kx2+2)=k2x1x2+2k(x1+x2)+4=4-
20k2
4k2+1
,
∵∠AOB=
π
2
,∴
OA
2
+
OB
2
=
AB
2
,
∴x1x2+y1y2=0,
12
4k2+1
+4-
20k2
4k2+1
=0,
解得k=±2,
∴直線l為y=2x+2或y=-2x+2.
(3)解:設(shè)直線l為y=kx+2,把y=kx+2代入
x2
4
+y2=1

并整理,得(4k2+1)x2+16kx+12=0,
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
則x1+x2=-
16k
4k2+1
,x1x2=
12
4k2+1
,
y1y2=(kx1+2)(kx2+2)=k2x1x2+2k(x1+x2)+4=4-
20k2
4k2+1
,
∵∠AOB是銳角,∴x1x2+y1y2>0,
12
4k2+1
+4-
20k2
4k2+1
>0,
解得-2<k<2,
∴直線的斜率范圍是(-2,2).
點(diǎn)評(píng):本題考查橢圓方程的求法,考查直線方程的求法,考查直線的斜率的求法,解題時(shí)要注意韋達(dá)定理的合理運(yùn)用.
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