(本小题满分12分)如图,已知椭圆C:,经过椭圆C的右焦点F且斜率为k(k≠0)的直线l交椭圆C于A、B两点,M为线段AB的中点,设O为椭圆的中心,射线OM交椭圆于N点.(1)是否存在k,使对任意m>0,总有
成立?若存在,求出所有k的值;
(2)若
,求实数k的取值范围.
(本小题满分12分)如图,已知椭圆C:,经过椭圆C的右焦点F且斜率为k(k≠0)的直线l交椭圆C于A、B两点,M为线段AB的中点,设O为椭圆的中心,射线OM交椭圆于N点.(1)是否存在k,使对任意m>0,总有
成立?若存在,求出所有k的值;
(2)若
,求实数k的取值范围.
(Ⅰ) k=±1 (Ⅱ) 且k≠0.
(1)椭圆C:
直线AB:y=k(x-m),
,(10k2+6)x2-20k2mx+10k2m2-15m2=0.
设A(x1, y1)、B(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=
则xm=
若存在k,使为ON的中点,∴
.
∴,
即N点坐标为.
由N点在椭圆上,则
即5k4-2k2-3=0.∴k2=1或k2=-(舍).
故存在k=±1使
(2)=x1x2+k2(x1-m)(x2-m)
=(1+k2)x1x2-k2m(x1+x2)+k2m2
=(1+k2)·
由得
即k2-15≤-20k2-12, k2≤且k≠0.