Question

已知橢圓E：

x2

a2

+

y2

b2

=1（a＞b＞0）的離心率e=

2

2

，在橢圓E上存在A，B兩點關(guān)于直線l：y=x+1對稱．
（Ⅰ）現(xiàn)給出下列三個條件：①直線AB恰好經(jīng)過橢圓E的一個焦點；②橢圓E的右焦點F到直線l的距離為2

2

；③橢圓E的左、右焦點到直線l的距離之比為

1

2

．
試從中選擇一個條件以確定橢圓E，并求出它的方程；（注：只需選擇一個方案答題，如果用多種方案答題，則按第一種方案給分）
（Ⅱ）若以AB為直徑的圓恰好經(jīng)過橢圓E的上頂點S，求b的值．

Answer 1

（Ⅰ）選擇條件②，∵橢圓E：

x2

a2

+

y2

b2

=1（a＞b＞0）的離心率e=

2

2

，
∴

c

a

=

2

2

，橢圓的右焦點坐標為（c，0）
∵右焦點F到直線l的距離為2

2

，
∴

|c+1|

2

=2

2

，
∴c=3，a=3

2

∵a²=b²+c²，
∴b²=9
∴橢圓E的方程為

x2

18

+

y2

9

=1
（Ⅱ）∵離心率e=

2

2

∴a²=2b²
∵A，B兩點關(guān)于直線l：y=x+1對稱，
∴直線AB的斜率為-1，設(shè)直線AB的方程為y=-x+m，代入橢圓方程

x2

2b2

+

y2

b2

=1得：（3b²）x²-4mb²x+2b²m²-2b⁴=0
∴△＞0時，x₁+x₂=

4m

3

，x₁x₂=

2 (m2-b2)

3

依題意，設(shè)A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），
∵橢圓E上存在A，B兩點關(guān)于直線l：y=x+1對稱，
∴AB的中點（

x1+x2

2

，

y1+y2

2

）在直線：y=x+1上
∵

x1+x2

2

=

2m

3

，

y1+y2

2

=

-(x1+x2)+2m

2

=

m

3

，
∴m=-3
∵橢圓E的上頂點S（0，b），以AB為直徑的圓恰好經(jīng)過橢圓E的上頂點S，即AS⊥BS，即

AS

•

BS

=0，即（-x₁，b-y₁）•（-x₂，b-y₂）=0
∴x₁x₂+（b-y₁）（b-y₂）=x₁x₂+y₁y₂-b（y₁+y₂）+b²=2x₁x₂+（b+3）（x₁+x₂）+9+6b+b²=0
∴

4(9-b2)

3

-4（b+3））+9+6b+b²=0，解得b=9，b=-3（舍去）
∴b=9