Question

已知橢圓C的中心在原點(diǎn)，焦點(diǎn)在x軸上，以?xún)蓚�(gè)焦點(diǎn)和短軸的兩個(gè)端點(diǎn)為頂點(diǎn)的四邊形是一個(gè)面積為8的正方形（記為Q）．
（Ⅰ）求橢圓C的方程；
（Ⅱ）設(shè)點(diǎn)P是橢圓C的左準(zhǔn)線(xiàn)與x軸的交點(diǎn)，過(guò)點(diǎn)P的直線(xiàn)l與橢圓C相交于M，N兩點(diǎn)，當(dāng)線(xiàn)段MN的中點(diǎn)落在正方形Q內(nèi)（包括邊界）時(shí)，求直線(xiàn)l的斜率的取值范圍．

Answer 1

解：（Ⅰ）依題意，設(shè)橢圓C的方程為，焦距為2c，
由題設(shè)條件知，a²=8，b=c
所以
故橢圓的方程為
（II）橢圓C的左準(zhǔn)線(xiàn)方程為x=-4，所以點(diǎn)P的坐標(biāo)為（-4，0）
顯然直線(xiàn)l的斜率存在，所以設(shè)直線(xiàn)l的方程為y=k（x+4）
如圖，設(shè)點(diǎn)M，N的坐標(biāo)分別為（x₁，y₁），（x₂，y₂），線(xiàn)段MN的中點(diǎn)為G（x₀，y₀）

由得（1+2k²）x²+16k²x+32k²-8=0．①
由△=（16k²）²-4（1+2k²）（32k²-8）＞0解得．②
因?yàn)閤₁，x₂是方程①的兩根，
所以，于是
，．
因?yàn)?img class='latex' src='http://thumb.1010pic.com/pic5/latex/150632.png' />，所以點(diǎn)G不可能在y軸的右邊，
又直線(xiàn)F₁B₂，F(xiàn)₁B₁方程分別為y=x+2，y=-x-2
所以點(diǎn)G在正方形Q內(nèi)（包括邊界）的充要條件為
即亦即
解得，此時(shí)②．
故直線(xiàn)l斜率的取值范圍是
分析：（I）設(shè)出橢圓的方程，根據(jù)正方形的面積求出橢圓中參數(shù)a的值且判斷出參數(shù)b，c的關(guān)系，根據(jù)橢圓的三個(gè)參數(shù)的關(guān)系求出b，c的值得到橢圓的方程．
（II）設(shè)出直線(xiàn)的方程，將直線(xiàn)的方程與橢圓方程聯(lián)立，利用二次方程的韋達(dá)定理得到弦中點(diǎn)的坐標(biāo)，根據(jù)中點(diǎn)在正方形的內(nèi)部，得到中點(diǎn)的坐標(biāo)滿(mǎn)足的不等關(guān)系，求出k的范圍．
點(diǎn)評(píng)：求圓錐曲線(xiàn)的方程時(shí)，一般利用待定系數(shù)法；解決直線(xiàn)與圓錐曲線(xiàn)的位置關(guān)系時(shí)，一般采用的方法是將直線(xiàn)方程與圓錐曲線(xiàn)方程聯(lián)立得到關(guān)于某個(gè)未知數(shù)的二次方程，利用韋達(dá)定理來(lái)找突破口．