题目内容

设椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的左,右焦点为F1,F2,(1,
3
2
)为椭圆上一点,椭圆的长半轴长等于焦距,曲线C是以坐标原点为顶点,以F2为焦点的抛物线,自F1引直线交曲线C于P,Q两个不同的交点,点P关于x轴的对称点记为M,设
F1P
F1Q

(1)求椭圆方程和抛物线方程;
(2)证明:
F2M
=-λ
F2Q

(3)若λ∈[2,3],求|PQ|的取值范围.
分析:(1)由椭圆、抛物线的标准方程,列方程求解;(2)因为
F1P
F1Q
,所以y1=λy2,要证
F2M
=-λ
F2Q
,只需证明
x1-1═-λ(x2-1)由直线和抛物线联立可得x1x2=1,故只需证明x1=λ,x2=
1
λ
,这个结论由联立式和向量式可得;(3)只需将|PQ|表示为关于λ的函数,求函数最值即可.
解答:解:(1)依题意,
1
a2
+
9
4
b2
=1
a=2c
,又a2=b2+c2,解得
a2=4
b2=3
,故椭圆方程为
x2
4
+
y2
3
=1

∵F2(1,0),设抛物线方程为y2=2px,则
p
2
=1
,p=2,故抛物线方程为y2=4x
(2)∵F1(-1,0),设过此点的直线方程为y=kx+k,并设p(x1,y1),Q(x2,y2),则M(x1,-y1
y=kx+k
y2=4x
得k2x2+(2k2-4)x+k2=0,△>0时,x1x2=1 (1)
又∵
F1P
F1Q
,∴x1+1=λ(x2+1)(2),y1=λy2
由(1)(2)得,x1=λ,x2=
1
λ

F2M
=(x1-1,-y1)=(λ-1,-y1
F2Q
=-λ(x2-1,y2)=(λ-1,-λy2
F2M
=-λ
F2Q

(3)由(2)知 可取 P(λ,
),Q(
1
λ
4
λ
),则|PQ|=
(λ-
1
λ
)
2
+(
-
4
λ
)
2
=
(λ+
1
λ
)
2
+4(λ+
1
λ
)-12 

∵λ∈[2,3],∴λ+
1
λ
∈[
5
2
10
3
]
,∴|PQ|∈( 
(
5
2
)
2
+4(
5
2
) -12
 
(
10
3
)
2
+4(
10
3
)-12 

故|PQ|∈(
17
4
112
9
点评:此题综合考查了椭圆、抛物线的标准方程,直线与抛物线的关系,特别是与向量的结合,是问题具有一定难度.
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