题目内容

已知抛物线C1:y2=2px(p>0)的焦点F以及椭圆C2
y2
a2
+
y2
b2
=1,(a>b>0)
的上、下焦点及左、右顶点均在圆O:x2+y2=1上.
(Ⅰ)求抛物线C1和椭圆C2的标准方程;
(Ⅱ)过点F的直线交抛物线C1于A、B两不同点,交y轴于点N,已知
NA
=λ1
AF
, 
NB
 =λ2
BF
,求证:λ12为定值.
(Ⅲ)直线l交椭圆C2于P、Q两不同点,P、Q在x轴的射影分别为P'、Q',
OP
OQ
+
OP′
OQ′
 +1=0
,若点S满足:
OS
OP
 +
OQ
,证明:点S在椭圆C2上.
分析:(Ⅰ)由C1:y2=2px(p>0)焦点F(
p
2
,0)在圆O:x2+y2=1上,可求p的值;同理由椭圆的上、下焦点(0,c),(0,-c)及左、右顶点(-b,0),(b,0)均在圆O:x2+y2=1上可解得椭圆C2的方程;
(Ⅱ)设直线AB的方程与抛物线联立,消元,利用韦达定理,结合
NA
=λ1
AF
, 
NB
 =λ2
BF
,从而可求λ1、λ2的值,即可得证;
(Ⅲ)设P,Q的坐标,利用
OS
OP
 +
OQ
,确定S的坐标,利用
OP
OQ
+
OP′
OQ′
 +1=0
及P,Q在椭圆上,即可证得结论.
解答:(Ⅰ)解:由C1:y2=2px(p>0)焦点F(
p
2
,0)在圆O:x2+y2=1上得:
p2
4
=1
,∴p=2
∴抛物线C1:y2=4x…(2分)
同理由椭圆C2
x2
a2
+
y2
b2
=1,(a>b>0)
的上、下焦点(0,c),(0,-c)及左、右顶点(-b,0),(b,0)均在圆O:x2+y2=1上可解得:b=c=1,a=
2

∴椭圆C2x2+
y2
2
=1

(Ⅱ)证明:设直线AB的方程为y=k(x-1),A(x1,y1),B(x2,y2),则N(0,-k)
直线与抛物线联立,消元可得k2x2-(2k2+4)x+k2=0
∴x1+x2=
2k2+4
k2
,x1x2=1
NA
=λ1
AF
, 
NB
 =λ2
BF

∴λ1(1-x1)=x1,λ2(1-x2)=x2
λ1=
x1
1-x1
λ2=
x2
1-x2

∴λ12=
(x1+x2)-2x1x2
1-(x1+x2)+x1x2
=-1
为定值;
(Ⅲ)证明:设P(x3,y3),Q(x4,y4),则P′(x3,0),Q′(x4,0),
OS
OP
 +
OQ
,∴S(x3+x4,y3+y4
OP
OQ
+
OP′
OQ′
 +1=0

∴2x3x4+y3y4=-1①
∵P,Q在椭圆上,∴
x
2
3
+
y
2
3
2
=1
②,
x
2
4
+
y
2
4
2
=1

由①+②+③得(x3+x42+
(y3+y4)2
2
=1
∴点S在椭圆C2
点评:本题考查抛物线与椭圆的方程,考查直线与椭圆的位置关系,考查向量知识的运用,解题的关键是联立方程,利用向量知识求解.
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