题目
已知半椭圆与半椭圆组成的曲线称为“果圆”,其中,是对应的焦点。 (1)若三角形是边长为1的等边三角形,求“果圆”的方程; (2)若,求的取值范围; (3)一条直线与果圆交于两点,两点的连线段称为果圆的弦。是否存在实数,使得斜率为的直线交果圆于两点,得到的弦的中点的轨迹方程落在某个果圆上?若存在,求出所有的值;若不存在,说明理由。
答案: 解:(1) , , 于是,所求“果圆”方程为 ,. (2)由题意,得 ,即. ,,得. 又. . (3)设“果圆”的方程为,. 记平行弦的斜率为. 当时,直线与半椭圆的交点是 ,与半椭圆的交点是. 的中点满足 得 . , . 综上所述,当时,“果圆”平行弦的中点轨迹总是落在某个椭圆上. 当时,以为斜率过的直线与半椭圆的交点是. 由此,在直线右侧,以为斜率的平行弦的中点轨迹在直线上,即不在某一椭圆上. 当时,可类似讨论得到平行弦中点轨迹不都在某一椭圆上.