精英家教網(wǎng)如圖,在直角三角形ABC中,∠BAC=90°,D為BC的中點(diǎn),|AB|=2
3
,|AC|=
1
2
,以A、B為焦點(diǎn)的橢圓經(jīng)過點(diǎn)C.
(I)建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系,求橢圓的方程;
(II)是否存在不平行于AB的直線l與(I)中橢圓交于不同兩點(diǎn)M、N,使(
DM
+
DN
)•
MN
=0
?若存在,求出直線l斜率的取值范圍;若不存在,請說明理由.
分析:(I)以AB所在的直線為x軸,AB的垂直平分線為y軸建立直角坐標(biāo)系,則A(-
3
,0),B(
3
,0),C(-
3
,
1
2
),D(0,
1
4
)

由此可推出所求橢圓方程為
x2
4
+y2=1

(II)由題設(shè)知|
DM
|=|
DN
|
,設(shè)直線l:y=kx+m(k≠0),
y=kx+m
x2
4
+y2=1
得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0,再由根的判別式和根與系數(shù)的關(guān)系可知存在滿足條件的直線l,其斜率的取值范圍是(-
143
2
,0)∪(0,
143
2
)
解答:解:(I)以AB所在的直線為x軸,AB的垂直平分線為y軸建立直角坐標(biāo)系,則A(-
3
,0),B(
3
,0),C(-
3
,
1
2
),D(0,
1
4
)

設(shè)橢圓方程為
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
c=
3
,于是
3
a2
+
1
4b2
=1
a2-b2=3
解得
a2=4
b2=1
,
∴所求橢圓方程為
x2
4
+y2=1
.(6分)
(II)∵條件(
DM
+
DN
)•
MN
=0
等價于|
DM
|=|
DN
|

∴若存在符合條件的直線,該直線的斜率一定存在,否則與點(diǎn)D(0,
1
4
)不在x軸上矛盾.
∴可設(shè)直線l:y=kx+m(k≠0)
y=kx+m
x2
4
+y2=1

得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0
由△=64k2m2-4(1+4k2)(4m2-4)>0得4k2+1>m2.(10分)
設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),MN的中點(diǎn)為Q(x0,y0),
x0=
x1+x2
2
=-
4km
1+4k2
,y0=kx0+m=
m
1+4k2

|
DM
|=|
DN
|
,∴
y0-
1
4
x0
=-
1
k
,即
m
1+4k2
-
1
4
-
4km
1+4k2
=-
1
k

解得:m=-
1
12
(1+4k2)
(12分)
(將點(diǎn)的坐標(biāo)代入(
DM
+
DN
)•
MN
=0
亦可得到此結(jié)果)
由4k2+1>m2,4k2+1>
1
144
(1+4k2)
得4k2<143
k∈(-
143
2
,0)∪(0,
143
2
)

∴存在滿足條件的直線l,其斜率的取值范圍是(-
143
2
,0)∪(0,
143
2
)
.(14分)
點(diǎn)評:本題考查圓錐曲線的綜合運(yùn)用,解題時要認(rèn)真審題,仔細(xì)解答,注意公式的靈活運(yùn)用.
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AB
AC
+
BC
BA
的值.

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