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已知一条斜率为k的直线l,与椭圆x^2 /3+y^2=1交于两个不同的点M,N,且M,N到点A(0,-1)的距离相等,求

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/21 10:14:12
已知一条斜率为k的直线l,与椭圆x^2 /3+y^2=1交于两个不同的点M,N,且M,N到点A(0,-1)的距离相等,求k的取值范围,简答一点就好,但要正确
思路:以A为圆心,画圆,半径由小变大.
①一开始只有两个交点,这两个交点的连线平行于x轴,所以斜率为0;
②随着半径变大,需要进行判断,圆先碰到(0,1)点,还是(±√3,0)
用两点间距离公式就可求,所以A到这3点距离都等于2,所以同时接触
此时斜率除了水平的直线,还有(0,1)和(±√3,0)的连线,所以斜率为±√3/3;
③随着半径再增大,出现4个交点,分别连接个点形成6条直线,除了2条斜率为0的直线,还有2条在椭圆内交叉的直线,他们随着半径增大而分别从±√3/3趋向0,最后2条在外侧交叉的直线,他们随着半径的增大而分别从±√3/3增大;
④随着半径再增大,圆与椭圆相切与2点,这两点可求,分别为(±1.5,0.5),切线斜率为±1
⑤半径增大,无交点
所以答案为(-1,1)
再问: 这是椭圆的题怎么可能这么做呢,要用伟大定理,你们还有会的么,等5分钟
再答: 这个是椭圆的题,所以才这样做,因为可以画出图来,我的方法是用于速算,如果你要解答题的格式,我可以给你写出来,不过5分钟时间肯定不够
再问: 大约多长时间,10分钟》?
再答: 我现在给你做吧,不过时间不一定
再问: 可以不用作数,说说你的列式思路,好不好
再答: 椭圆与x轴、y轴分别交于A(0,-1) ∵L与椭圆相交的两点到A的距离相等 ∴此两点所构成的线段的垂直平分线过A点 联立y=kx+b和x²+3y²=3 则3=x²+3(kx+b)²=(1+3k²)x²+6kbx+3b²,即(1+3k²)x²+6kbx+3(b²-1)=0 设两交点分别为(x1,y1),(x2,y2) 则x1+x2=-6kb/(1+3k²),x1x2=3(b²-1)/(1+3k²) 则y1+y2=(kx1+b)+(kx2+b)=k(x1+x2)+2b=-6k²b/(1+3k²)+2b=2b/(1+3k²) ∵存在2个交点 ∴判别式△=36k²b²-12b²-36k²b²+12+36k²=36k²-12b²+12>0 ∴3k²-b²+1>0 两交点的中点坐标为(-3kb/(1+3k²),b/(1+3k²)) ∵垂直平分线垂直与L,∴斜率为-1/k 又∵垂直平分线过A点,∴方程为y-(-1)=-1/k×(x-0),即y=-(1/k)x-1 又∵中点在垂直平分线上 ∴b/(1+3k²)=-(1/k)[-3kb/(1+3k²)]-1 整理得:3k²-2b+1=0 ∴b=(3k²+1)/2 代入判别式的结论3k²-b²+1>0 得:3k²-(3k²+1)²/4+1>0,即3k⁴-2k²-1