Question

已知椭圆（a＞b＞0）的焦距为4，且与椭圆有相同的离心率，斜率为k的直线l经过点M（0，1），与椭圆C交于不同两点A、B．
（1）求椭圆C的标准方程；
（2）当椭圆C的右焦点F在以AB为直径的圆内时，求k的取值范围．

Answer

（1）根据椭圆（a＞b＞0）的焦距为4，可得c=2，利用与椭圆有相同的离心率，可求得a=，进而可得b=2，故可求椭圆的标准方程．
（2）设直线l方程：y=kx+1，A（x1，y1），B（x2，y2），将直线方程与椭圆方程联立可得（1+2k2）x2+4kx-6=0，利用韦达定理有x1+x2=，x1x2=，要使右焦点F在圆内部，则有＜0，用坐标表示可得不等式，从而可求出k的范围．
【解析】
（1）∵焦距为4，∴c=2…（1分）
又∵的离心率为…（2分）
∴，∴a=，b=2…（4分）
∴标准方程为…（6分）
（2）设直线l方程：y=kx+1，A（x1，y1），B（x2，y2），由得（1+2k2）x2+4kx-6=0…（7分）
∴x1+x2=，x1x2=
由（1）知右焦点F坐标为（2，0），∵右焦点F在圆内部，∴＜0…（8分）
∴（x1-2）（x2-2）+y1y2＜0即x1x2-2（x1+x2）+4+k2 x1x2+k（x1+x2）+1＜0…（9分）
∴＜0…（11分）
∴k＜…（12分）
经检验得k＜时，直线l与椭圆相交，∴直线l的斜率k的范围为（-∞，）…（13分）