Question

已知橢圓

x2

a2

+

y2

b2

=1（a＞b＞0）的右焦點(diǎn)F（1，0）．
（1）若橢圓的離心率e=

1

3

，求橢圓的方程；
（2）設(shè)過(guò)點(diǎn)F的直線l交橢圓于C、D兩點(diǎn)，若直線l繞點(diǎn)F任意轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)恒有

OC

•

OD

＜0，其中O坐標(biāo)原點(diǎn)，求實(shí)數(shù)a的取值范圍．

Answer 1

考點(diǎn)：直線與圓錐曲線的關(guān)系,橢圓的簡(jiǎn)單性質(zhì)

專題：圓錐曲線中的最值與范圍問(wèn)題

分析：（1）由已知得

c=1 e= c a = 1 3 a2=b2+c2

，由此能求出橢圓方程．
（2）橢圓

x2

a2

+

y2

b2

=1轉(zhuǎn)化為

x2

a2

+

y2

a2-1

=1，a＞1，當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí)，

OC

•

OD

=（1，

a2-1

a

）•（1，-

a2-1

a

）=1-

(a2-1)2

a2

＜0，解得a＞1．當(dāng)直線l的斜率存在時(shí)，設(shè)l的方程為y=k（x-1），聯(lián)立

y=k(x-1) x2 a2 + y2 a2-1 =1

，得（a²+a²k²-1）x²-2a²k²x+a²k²-a⁴+a²=0，由此利用韋達(dá)定理得推導(dǎo)出a＞1．由此能求出a的取值范圍是（1，+∞）．

解答： 解：（1）∵橢圓

x2

a2

+

y2

b2

=1（a＞b＞0）的右焦點(diǎn)F（1，0）．
橢圓的離心率e=

1

3

，
∴

c=1 e= c a = 1 3 a2=b2+c2

，解得a=3，b²=9-1=8，
∴橢圓方程為

x2

9

+

y2

8

=1．
（2）橢圓

x2

a2

+

y2

b2

=1轉(zhuǎn)化為

x2

a2

+

y2

a2-1

=1，a＞1，
當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí)，l的方程為x=1，得C（1，

a2-1

a

），D（1，-

a2-1

a

），

OC

•

OD

=（1，

a2-1

a

）•（1，-

a2-1

a

）=1-

(a2-1)2

a2

＜0，
整理，得a²-a-1＞0．由a＞1，解得a＞1．
當(dāng)直線l的斜率存在時(shí)，設(shè)l的方程為y=k（x-1），
聯(lián)立

y=k(x-1) x2 a2 + y2 a2-1 =1

，得（a²+a²k²-1）x²-2a²k²x+a²k²-a⁴+a²=0，
∵∵過(guò)點(diǎn)F的直線l交橢圓于C、D兩點(diǎn)，∴a²+k²-1≠0且△＞0，
∴△=（-2a²k²）²-4（a²+a²k²-1）（a²k²-a⁴+a²）＞0，

設(shè)C（x₁，y₁），D（x₂，y₂），
x₁+x₂=

2a2k2

a2+a2k2-1

，x1x2 =

a2k2-a4+a2

a2+a2k2-1

，
y₁y₂=k（x₁-1）•k（x₂-1）=k²x₁x₂-k²（x₁+x₂）+k²，
∵

OC

•

OD

＜0，
∴x₁x₂+y₁y₂=（1+k²）x₁x₂-k²（x₁+x₂）+k²＜0，
∴

(k2+1)(a2+a2k2-a4)-2k4a2+k2(a2+a2k2-1)

a2+a2k2-1

=

a2-a4-k2(a4-3a2+1)

a2(k2+1)-1

＜0，
∵a²-1＞0，∴a²（k²+1）-1＞0，
∴a²-a⁴-k²（a⁴-3a²+1）＜0，
∴（1+3k²）a²-（1+k²）a⁴-k²＜0，
∴a4-a2+1-

2k2a2+1

1+k2

＞0，
∴a⁴-a²＞0，
∴a²＞1，解得a＞1或a＜-1（舍）．
綜上所述，a的取值范圍是（1，+∞）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查橢圓方程的求法，考查橢圓中參數(shù)的取值范圍的求法，解題要認(rèn)真審題，注意橢圓性質(zhì)和韋達(dá)定理、向量知識(shí)的合理運(yùn)用．