(本题满分14分)
椭圆:的左、右焦点分别是,离心率为,过且垂直于轴的直线被椭圆截得的线段长为。
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)点是椭圆上除长轴端点外的任一点,连接,设的角平分线交的长轴于点,求的取值范围;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,过点作斜率为的直线,使得与椭圆有且只有一个公共点。设直线的斜率分别为,若,试证明为定值,并求出这个定值。
(Ⅰ)由于 ,将 代入椭圆方程 得 ,由题意知 ,即 ,又因为 ,所以 , ,所以椭圆 的方程为 。
(Ⅱ)设 ,因为 , ,
所以直线 , 的方程分别是 , 。由题意知 ,又因为点 在椭圆 上,所以,所以 ,因为 , ,所以 ,所以 ,于是 。
综上所述,的取值范围为。
(Ⅲ)设 ,则直线 的方程是 ,由 消 整理得, ,由题意知 ,即 。又因为 ,所以 ,故 。
由(Ⅱ)知 , ,所以 ,所以 ,
因此 为定值,这个定值为 。
本题主要考查椭圆方程的求解,椭圆与直线相交问题。
(Ⅰ)根据给出的椭圆的离心率,过且垂直轴的直线被椭圆截得的线段长为1有,从而求得,,故得到椭圆方程为。
(Ⅱ)设出点的坐标,根据点的坐标写出直线,的方程,根据题意到直线,的距离相等,在椭圆上得到两个等式。再根据在椭圆上,故的横坐标,代入上面得到的等式,得出的取值范围。
(Ⅲ)先求出直线的方程,写出直线的斜率关于的表达式,同理也将,写成只关于,的表达式。再代入,化简可以消去,得到定值。