Question

已知以原点为中心，F（

3

，0）为右焦点的椭圆C，过点F垂直于x轴的弦AB长为4．
（1）求椭圆C的标准方程．
（2）设M、N为椭圆C上的两动点，且

OM

⊥

ON

，点P为椭圆C的右准线与x轴的交点，求

PM

•

PN

取值范围．

Answer 1

考点：直线与圆锥曲线的综合问题

专题：圆锥曲线中的最值与范围问题

分析：（1）设椭圆C的标准方程为

x2

a2

+

y2

b2

=1（a＞b＞0），由已知条件推导出|AB|=

2b2

a

=4，a2-b2=(

3

)2，由此能求出椭圆C的标准方程．
（2）设直线MN方程为y=kx+m，M（x₁，y₁），N（x₂，y₂），则

y=kx+m x2 9 + y2 6 =1

，得（2+3k²）x²+6kmx+3m²-18=0，由此利用韦达定理结合已知条件能求出

PM

•

PN

的取值范围．

解答： 解：（1）设椭圆C的标准方程为

x2

a2

+

y2

b2

=1（a＞b＞0），
则|AB|=

2b2

a

=4，即b²=2a，
∵F（

3

，0）为椭圆右焦点，
∴a2-b2=(

3

)2，
解得a=3，b²=6，
∴椭圆C的标准方程为

x2

9

+

y2

6

=1．
（2）设直线MN方程为y=kx+m，M（x₁，y₁），N（x₂，y₂），
则

y=kx+m x2 9 + y2 6 =1

，得（2+3k²）x²+6kmx+3m²-18=0，
∴x1+x2=-

6km

2+3k2

，x1x2=

3m2-18

2+3k2

，
由

OM

⊥

ON

，得

OM

•

ON

=0，即x₁x₂+y₁y₂=0，
（1+k²）x1x2+km(x1+x2)+m2=0，

(1+k2)(3m2-18)

2+3k2

+

-6k2m2

2+3k2

+m2=0，
∴m2=

18

5

(1+k2)，此时△＞0，
椭圆C的右准线方程为x=3

3

，则P（3

3

，0）

PM

•

PN

=（x₁-3

3

，y₁）•（x2-3

3

，y₂）
=-3

3

（x₁+x₂）+27=27+

18 3 km

2+3k2

，
令T=

km

2+3k2

，则T2=

k2m2

(2+3k2)2

=

k2• 18 5 (1+k2)

(2+3k2)2

，
令t=2+3k²≥2，则T2=

18

5

•

t-2 3 • t+1 3

t2

=

2

5

•(-

2

t2

-

1

t

+1)∈[0，

2

5

）．
即T∈∈(-

10

5

，

10

5

)，

PM

•

PN

∈（27-

18

5

30

，27+

18

5

30

），
当MN⊥x轴时，令M（x₀，y₀），N（x₀，-x₀）在椭圆上，
则

x02

9

+

(-x0)2

6

=1，解得x0=±

3 10

5

．

PM

•

PN

=(x0-3

3

)2-x02=27-6

3

x0=27±

18 30

5

．
综上，

PM

•

PN

∈[27-

18 30

5

，27+

18 30

5

]．

点评：本题考查椭圆的标准方程的求法，考查向量的数量积的取值范围的求法，解题时要认真审题，注意函数与方程思想的合理运用．