Question

已知A，B，C是橢圓m：

x2

a2

+

y2

b2

=1（a＞b＞0）上的三點，其中點A的坐標為（2

3

，0），BC過橢圓m的中心，且

AC

•

BC

=0，且|

BC

|=2|

AC

|．
（1）求橢圓m的方程；
（2）過點M（0，t）的直線l（斜率存在時）與橢圓m交于兩點P，Q，設D為橢圓m與y軸負半軸的交點，且|

DP

|=|

DQ

|．求實數(shù)t的取值范圍．

Answer 1

分析：（1）如圖，點A是橢圓m的右頂點，∴a=2

3

；由

AC

•

BC

=0，得AC⊥BC；由|

BC

|=2|

AC

|和橢圓的對稱性，得|

AC

|=|

OC

|；這樣，可以得出點C的坐標，把C點的坐標代入橢圓標準方程，可求得．
（2）如圖，過點M的直線l，與橢圓m交于兩點P，Q；當斜率k=0時，點M在橢圓內，則-2＜t＜2；當k≠0時，設過M點的直線l：y=kx+t與橢圓方程組成方程組，消去y，可得關于x的一元二次方程，由判別式△＞0，得不等式①，由x₁+x₂的值可得PQ的中點H坐標，由|

DP

|=|

DQ

|，得DH⊥PQ，所以斜率kDH=-

1

k

，這樣得等式②；
由①②可得t的范圍．

解答：解（1）如圖所示，
∵|

BC

|=2|

AC

|，且BC過點O（0，0），則|

OC

|=|

AC

|；
又 

AC

•

BC

=0，∴∠OCA=90°，且A（2

3

，0），則點C(

3

，

3

)，
由a=2

3

，可設橢圓的方程m：

x2

12

+ 

y2

12-c2

 =1；
將C點坐標代入方程m，得

3

12

+

3

12-c2

=1，解得c²=8，b²=4；
∴橢圓m的方程為：

x2

12

+

y2

4

=1；
（2）如圖所示，
由題意，知D（0，-2），∵M（0，t），
∴1°當k=0時，顯然-2＜t＜2，
   2°當k≠0時，設l：y=kx+t，則

x2 12 + y2 4 =1 y=kx+t

，消去y，得（1+3k²）x²+6ktx+3t²-12=0；
由△＞0，可得t²＜4+12k² ①
設點P（x₁，y₁），Q（x₂，y₂），且PQ的中點為H（x₀，y₀）；
則x₀=

x1+x2

2

=-

3kt

1+3k2

，y₀=kx₀+t=

t

1+3k2

，∴H(-

3kt

1+3k2

，

t

1+3k2

)；
由

|DP

|=

|DQ

|，∴DH⊥PQ，則k_DH=-

1

k

，∴

t 1+3k2 +2

- 3kt 1+3k2 -0

=-

1

k

；
∴t=1+3k² ②
∴t＞1，將①代入②，得1＜t＜4，∴t的范圍是（1，4）；
綜上，得t∈（-2，4）．

點評：本題考查了直線與橢圓知識的綜合應用，以及向量在解析幾何中的應用；用數(shù)形結合的方法比較容易理清思路，解得結果．