题目内容

已知椭圆γ:
x2
4
+y2
=1的右焦点为F,左顶点为R,点A(2,1),B(-2,1),O为坐标原点.
(1)若P是椭圆γ上任意一点,
OP
=m
OA
+n
OB
,求m2+n2的值;
(2)设Q是椭圆γ上任意一点,S(t,0),t∈(2,5),求
QS
QR
的取值范围;
(3)过F作斜率为k的直线l交椭圆γ于C,D两点,交y轴于点E,若
EC
=λ1
CF
ED
=λ2
DF
,试探究λ12是否为定值,说明理由.
考点:椭圆的简单性质
专题:圆锥曲线的定义、性质与方程
分析:(1)点P在椭圆上,找出点P满足的关系式即可求解;
(2)把
QS
QR
的数量积表示出来,然后求其最值即可;
(3)根据题意把λ12的值表示出来求值即可.
解答: 解:(1)
OP
=m
OA
+n
OB
=(2m-2n,m+n)

得P(2m-2n,m+n)
(m-n)2+(m+n)2=1,
m2+n2=
1
2

(2)设Q(x,y),则
QS
QR
=(t-x,-y)(-2-x,-y)

=(x-t)(x+2)+y2=(x-t)(x+2)+1-
x2
4

=
3
4
x2+(2-t)x+1-2t

=
3
4
(x-
2t-4
3
)2-
(t+1)2
3
(-2≤x≤2)

由t∈(2,5),得0<
2t-4
3
<2

当x=-2时,
QS
QR
最大值为0;
x=
2t-4
3
时,
QS
QR
最小值为-
(t+1)2
3

∴综上所述:
QS
QR
的取值范围为[-
(t+1)2
3
,0]

(3)由题,得F(
3
,0)
,C(x1,y1),D(x2,y2),
直线l的方程为y=k(x-
3
)
,则E(0,-
3
k)

x2+4y2=4
y=k(x-
3
)
,得(4k2+1)x2-8
3
k2x+4(3k2-1)=0

x1+x2=
8
3
k2
4k2+1
x1x2=
4(3k2-1)
4k2+1

EC
=λ1
CF
x1=λ1(
3
-x1)

λ1=
x1
3
-x1
,同理λ2=
x2
3
-x2

所以λ1+λ2=
x1
3
-x1
+
x2
3
-x2
=
3
(x1+x2)-2x1x2
3-
3
(x1+x2)+x1x2
=
24k2
4k2+1
-
8(3k2-1)
4k2+1
3-
24k2
4k2+1
+
4(3k2-1)
4k2+1
=-8
即λ12=-8为定值.
点评:本题是椭圆与向量综合的题目,求最值难度比较大,属于中档题.
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