题目内容

设椭圆C:的左、右焦点分别为F1,F2,上顶点为A,过点A与AF2垂直的直线交x轴负半轴于点Q,且,若过A,Q,F2三点的圆恰好与直线l:相切。过定点M(0,2)的直线l1与椭圆C交于G,H两点(点G在点M,H之间),
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设直线l1的斜率k>0,在x轴上是否存在点 P(m,0),使得以PG,PH为邻边的平行四边形是菱形,如果存在,求出m的取值范围,如果不存在,请说明理由;
(Ⅲ)若实数λ满足,求λ的取值范围。
解:(Ⅰ)因为,
所以的中点,
设Q的坐标为(-3c,0),
因为,
所以,且过三点的圆的圆心为,半径为2c,
因为该圆与直线l相切,所以,解得c=1,
所以,
故所求椭圆方程为;
(Ⅱ)设l1的方程为y=kx+2(k>0),
由得,
设,则,
所以
,
,
由于菱形对角线互相垂直,则,
所以,
故,
因为k>0,所以,
所以,
即,
所以,
解得,即,
因为k>0,所以,
故存在满足题意的点P且m的取值范围是。
(Ⅲ)①当直线l1斜率存在时,设直线l1方程为y=kx+2,
代入椭圆方程得,
由△>0,得,
设,
则,
又,
所以,
所以,
所以,
所以,
所以,整理得,
因为,
所以,即,
所以,
解得,
又0<λ<1,所以;
②又当直线l1斜率不存在时,直线l1的方程为x=0,
此时,,
所以,
所以,
即所求λ的取值范围是。
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