已知椭圆C: +
=1(a>b>0)的两个焦点和短轴的两个顶点构成的四边形是一个正方形,且其周长为4
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设过点B(0,m)(m>0)的直线l与椭圆C相交于E,F两点,点B关于原点的对称点为D,若点D总在以线段EF为直径的圆内,求m的取值范围.
已知椭圆C: +
=1(a>b>0)的两个焦点和短轴的两个顶点构成的四边形是一个正方形,且其周长为4
.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设过点B(0,m)(m>0)的直线l与椭圆C相交于E,F两点,点B关于原点的对称点为D,若点D总在以线段EF为直径的圆内,求m的取值范围.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程.
【分析】(1)由题意列出方程组求出a,b,由此能求出椭圆C的方程.
(2)当直线l的斜率不存在时,l的方程为x=0,|EF|=2,点B在椭圆内,由,得(2k2+1)x2+4kmx+2m2﹣2=0,由此利用根的判别式、韦达定理、弦长公式、由此能求出m的取值范围.
【解答】解:(1)由题意,得,
又∵a2=b2+c2,解得a=,b=1,c=1,
∴椭圆C的方程为.
(2)当直线l的斜率不存在时,由题意知l的方程为x=0,
此时,E,F为椭圆的上下顶点,且|EF|=2,
∵点D总在以线段EF为直径的圆内,且m>0,
∴0<m<1,∴点B在椭圆内,
由方程组,得(2k2+1)x2+4kmx+2m2﹣2=0,
∵直线l与椭圆C有两个公共点,
∴△=(4km)2﹣4(2k2+1)(2m2﹣2)>0,
设E(x1,y1),F(x2,y2),则,
,
设EF的中点G(x0,y0),
则,
,
∴G(,
),
∴|DG|==
,
|EF|==
,
∵点D总位于以线段EF为直径的圆内,
∴|DG|<对于k∈R恒成立,
∴,
化简,得2m2k2+7m2k2+3m2<2k4+3k2+1,
整理,得,
而g(k)==1﹣
≥1﹣
=
,
当且仅当k=0时,等号成立,
∴m2,由m>0,.解得0<m<
,
∴m的取值范围是(0,).