题目内容
已知抛物线C1:y2=2px(p>0)的焦点F以及椭圆C2:
+
=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
=λ1
,
=λ2
,求证:λ1+λ2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',
•
+
•
+1=0,若点S满足:
=
+
,证明:点S在椭圆C2上.
| y2 |
| a2 |
| y2 |
| b2 |
(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 |
| AF |
| NB |
| BF |
(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′ |
| OS |
| OP |
| OQ |
分析:(Ⅰ)由C1:y2=2px(p>0)焦点F(
,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
=λ1
,
=λ2
,从而可求λ1、λ2的值,即可得证;
(Ⅲ)设P,Q的坐标,利用
=
+
,确定S的坐标,利用
•
+
•
+1=0及P,Q在椭圆上,即可证得结论.
| p |
| 2 |
(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 |
| AF |
| NB |
| BF |
(Ⅲ)设P,Q的坐标,利用
| OS |
| OP |
| OQ |
| OP |
| OQ |
| OP′ |
| OQ′ |
解答:(Ⅰ)解:由C1:y2=2px(p>0)焦点F(
,0)在圆O:x2+y2=1上得:
=1,∴p=2
∴抛物线C1:y2=4x…(2分)
同理由椭圆C2:
+
=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=
∴椭圆C2:x2+
=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=
,x1x2=1
∵
=λ1
,
=λ2
∴λ1(1-x1)=x1,λ2(1-x2)=x2
∴λ1=
,λ2=
∴λ1+λ2=
=-1为定值;
(Ⅲ)证明:设P(x3,y3),Q(x4,y4),则P′(x3,0),Q′(x4,0),
∵
=
+
,∴S(x3+x4,y3+y4)
∵
•
+
•
+1=0
∴2x3x4+y3y4=-1①
∵P,Q在椭圆上,∴
+
=1②,
+
=1③
由①+②+③得(x3+x4)2+
=1
∴点S在椭圆C2上
| p |
| 2 |
| p2 |
| 4 |
∴抛物线C1:y2=4x…(2分)
同理由椭圆C2:
| x2 |
| a2 |
| y2 |
| b2 |
| 2 |
∴椭圆C2:x2+
| y2 |
| 2 |
(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 |
∵
| NA |
| AF |
| NB |
| BF |
∴λ1(1-x1)=x1,λ2(1-x2)=x2
∴λ1=
| x1 |
| 1-x1 |
| x2 |
| 1-x2 |
∴λ1+λ2=
| (x1+x2)-2x1x2 |
| 1-(x1+x2)+x1x2 |
(Ⅲ)证明:设P(x3,y3),Q(x4,y4),则P′(x3,0),Q′(x4,0),
∵
| OS |
| OP |
| OQ |
∵
| OP |
| OQ |
| OP′ |
| OQ′ |
∴2x3x4+y3y4=-1①
∵P,Q在椭圆上,∴
| x | 2 3 |
| ||
| 2 |
| x | 2 4 |
| ||
| 2 |
由①+②+③得(x3+x4)2+
| (y3+y4)2 |
| 2 |
∴点S在椭圆C2上
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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