长方形ABCD,AB=22,BC=1,以AB的中点O为原点建立如图所示的平面直角坐标系.(1)求以A、B为焦点,且过C、D两点的椭圆的标准方程:(2)过点p(0,2)的直线m与(1)中椭圆只有一个公共点,求直线m的方程:(3)过点p(0,2)的直线l交(1)中椭圆与M,N两点,是否存在直线l,使得以弦MN为直径的圆恰好过原点?若存在,直线l的方程;若不存在,说明理由.
的有关信息介绍如下:(1)由题意可得点A,B,C的坐标分别为(-
2,0),(2,0),(2,1).
设椭圆的标准方程是x2a2+y2b2=1(a>b>0).
则2a=AC+BC,
即2a=(22)2+1+1=4>22,所以a=2.
所以b2=a2-c2=4-2=2.
所以椭圆的标准方程是x24+y22=1.
(2)设直线m的方程为y=kx+2,
由y=kx+2x24+y22=1,得(2k2+1)x2+8kx+4=0,
∵直线m与椭圆只有一个公共点,
∴△=64k2-16(k2+1)=0,解得k=±33.
∴直线m的方程为y=33x,或y=-33x.
(3)由题意知,直线l的斜率存在,可设直线l的方程为y=kx+2.
由y=kx+2x2+2y2=4,得(1+2k2)x2+8kx+4=0.
因为M,N在椭圆上,
所以△=64k2-16(1+2k2)>0.
设M,N两点坐标分别为(x1,y1),(x2,y2).
则x1+x2=-8k1+2k2,x1x2=41+2k2,
若以MN为直径的圆恰好过原点,则OM⊥ON,
所以x1x2+y1y2=0,
所以,x1x2+(kx1+2)(kx2+2)=0,
即(1+k2)x1x2+2k(x1+x2)+4=0,
所以,4(1+k2)1+2k2-16k21+2k2+4=0,即8−4k21+2k2=0,
得k2=2,k=±2.
经验证,此时△=48>0.
所以直线l的方程为y=2x+2,或y=-2x+2.
即所求直线存在,其方程为y=2x+2,或y=-2x+2.