本题导读

考查椭圆综合。(1),方程 ;(2)中点条件化为 ,与 交集为 。

📌【题干】

Question

(2009年湖南卷(文)) 已知椭圆 的中心在原点,焦点在 轴上,以两个焦点和短轴的两个端点为顶点的四边形是一个面积为 的正方形(记为 ).

(1)求椭圆 的方程;

(2)设点 是椭圆 的左准线与 轴的交点,过点 的直线 与椭圆 相交于 , 两点.当线段 的中点落在正方形 内(包括边界)时,求直线 的斜率的取值范围.

🔍【思路分析】

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1.(1)正方形顶点 ,,对角线 , 相等得 ;面积 ,故 ,。 2.(2)左准线 ,;设 。 3. 联立 ,。 4. 中点 ,;,落在 内等价于 且 。 5. 化简得 且 ,交集 ,且包含于 。

✅【答案】

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(1) ;(2)

✍【详细解析】

Abstract

(1)设椭圆方程为 (),半焦距为 ,。 正方形 的四个顶点为 ,,对角线长分别为 ,, 由对角线相等得 ,由面积为 得 ,故 ,。 因此 。 (2)椭圆的左准线为 ,故 。设直线 的斜率为 ,则 。 代入椭圆方程,得 。 设两根为 ,,由韦达定理,弦 的中点 满足 ,。 两交点存在的条件为 ,即 。 正方形 的边界由 给出。因为 ,点 落在 内(包括边界) 等价于 且 。 代入 ,,分别得到 ,, 两不等式的解集交为 。 该区间包含于 ,其中每个斜率都确实使直线与椭圆有两个交点。 故直线 的斜率取值范围为 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:椭圆方程与中点弦的范围问题

核心方法:正方形定 ;韦达定理表中点,几何条件化不等式

避坑指南:;中点条件 ,与 交集为对称区间 。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:“正方形面积 “给出 ,对角线相等给 ,两个条件各管一摊。

结论推广:中点在 内:先判 的符号,把绝对值拆成两条线性不等式。

方法推广:求出的斜率范围必须与 取交,验证”每个斜率都有交点”才完整。

🔗【关联脉络】

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