Question

已知橢圓的焦點是F₁(-4，0)、F₂(4，0)，過F₂并垂直于x軸的直線與橢圓的一個交點為B，且|F₁B|+|F₂B|=10，橢圓上的不同兩點A(x₁,y₁)、C(x₂,y₂)滿足條件|F₂A|、|F₂B|、|F₂C|成等差數列.

(1)求橢圓的方程；

(2)求弦AC中點的橫坐標；

(3)設弦AC的垂直平分線的方程為y=kx+m,求m的取值范圍.

Answer 1

(1)由橢圓定義及已知條件知2a=|F₁B|+|F₂B|=10，∴a=5.

又c=4，∴b²=a²-c²=9.

故橢圓方程為+=1.                                                    

(2)由點B在橢圓上，可知|F₂B|=|y_B|=，而橢圓的右準線方程為x=，離心率為，

由橢圓定義有|F₂A|=(-x₁)，|F₂C|=(-x₂).

依題意|F₂A|+|F₂C|=2|F₂B|.

則(-x₁)+(-x₂)=2×.

∴x₁+x₂=8.

設弦AC的中點為P(x₀，y₀)，則x₀==4,

即弦AC的中點的橫坐標為4.                                               

(3)由A(x₁,y₁)，C(x₂,y₂)在橢圓上得9x₁²+25y₁²=9×25，9x₂²+25y₂²=9×25.

兩式相減整理得9()+25()()=0(x₁≠x₂).

將=x₀=4，=y₀，=-(k≠0)代入得

9×4+25y₀(-)=0,即k=y₀.

由于P(4,y₀)在弦AC的垂直平分線上，

∴y₀=4k+m,于是m=y₀-4k=y₀-y₀=-y₀.

而-＜y₀＜，∴-＜m＜