题目内容

9.在直角坐标系中,椭圆C1:$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1(a>b>0)$的左、右焦点分别为F1,F2,其中F2也是抛物线C2:y2=4x的焦点,点P为C1与C2在第一象限的交点,且$|P{F_2}|=\frac{5}{3}$.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)过F2且与坐标轴不垂直的直线交椭圆于M、N两点,若线段OF2上存在定点T(t,0)使得以TM、TN为邻边的四边形是菱形,求t的取值范围.

分析 (Ⅰ)由椭圆的右焦点是抛物线C2:y2=4x的焦点,点P为C1与C2在第一象限的交点,且$|P{F_2}|=\frac{5}{3}$,列出方程组,求出a,b,由此能求出椭圆方程.
(Ⅱ)设MN中点为D(x0,y0),由题意知TD⊥MN,设直线MN的方程为x=my+1,联立$\left\{\begin{array}{l}x=my+1\\ \frac{x^2}{4}+\frac{y^2}{3}=1\end{array}\right.$,得(3m2+4)y2+6my-9=0,由根的判断式、韦达定理、直线垂直,结合已知条件,能求出t的取值.

解答 解:(Ⅰ)抛物线y2=4x的焦点为(1,0),$|P{F_2}|={x_p}+1=\frac{5}{3}$,∴${x_p}=\frac{2}{3}$,
∴${y_p}=\frac{2}{3}\sqrt{6}$,∴$P(\frac{2}{3},\frac{2}{3}\sqrt{6})$,
又F2(1,0),∴F1(-1,0),
∴$|P{F_1}|+|P{F_2}|=\frac{7}{3}+\frac{5}{3}=4$,∴a=2,
又∵c=1,∴b2=a2-c2=3,
∴椭圆方程是:$\frac{x^2}{4}+\frac{y^2}{3}=1$.
(Ⅱ)设MN中点为D(x0,y0),∵以TM、TN为邻边的四边形是菱形,
∴TD⊥MN,
设直线MN的方程为x=my+1,
联立$\left\{\begin{array}{l}x=my+1\\ \frac{x^2}{4}+\frac{y^2}{3}=1\end{array}\right.$,整理得(3m2+4)y2+6my-9=0,
∵F2在椭圆内,∴△>0恒成立,
∴${y_1}+{y_2}=\frac{-6m}{{3{m^2}+4}}$,
∴${y_0}=\frac{-3m}{{3{m^2}+4}}$,∴${x_0}=m{y_0}+1=\frac{4}{{3{m^2}+4}}$,
∴kTD•kMN=-1,即$\frac{{\frac{-3m}{{3{m^2}+4}}}}{{\frac{4}{{3{m^2}+4}}-t}}=-m$,
整理得$t=\frac{1}{{3{m^2}+4}}$,
∵m2>0,∴3m2+4∈(4,+∞),∴$t∈(0,\frac{1}{4})$,
∴t的取值范围是$(0,\frac{1}{4})$.

点评 本题考查椭圆方程的求法,考查实数的取值范围的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意椭圆性质、直线与椭圆位置关系、韦达定理的合理运用.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网