题目内容

若抛物线y2=4x的焦点与椭圆的右焦点重合,椭圆与轴的上半轴交于点B2,与轴的右半轴交于点A2,椭圆的左、右焦点为F1、F2,且3|
F1B2
|cos∠B2F1F2=
3
|
OB2
|
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点D(0,2)的直线,斜率为k(k>0),与椭圆交于M,N两点.
(i)若M,N的中点为H,且存在非零实数,使得
OH
=λ
A2B2
,求出斜率k的值;
(ii)在轴上是否存在点Q(m,0),使得以QM,QN为邻边的四边形是个菱形?若存在求出m的范围,若不存在,请说明理由.
考点:直线与圆锥曲线的综合问题
专题:圆锥曲线中的最值与范围问题
分析:(1)由已知条件得椭圆的焦点F1(-1,0),F2(1,0).b=
3
c=
3
,由此能求出椭圆的标准方程.
(2)由题意设直线的方程为y=kx+2,k>0,它与椭圆交于M(x1,y1),N(x2,y2)两点,由
y=kx+2,k>0
x2
4
+
y2
3
=1
,得(4k2+3)x2+16kx+4=0,由此利用根的判别式、中点坐标公式、韦达定理,结合已知条件能求出斜率k的值.
(3)设在轴上存在点Q(m,0),使得以QM,QN为邻边的四边形是个菱形由kHQ•kMN=-1,得m=-
2k
4k2+3
=-
2
4k+
3
k
≥-
3
6
,由此能求出m的范围.
解答: 解:(1)抛物线y2=4x的焦点为(1,0),
∴椭圆的焦点F1(-1,0),F2(1,0).
设短半轴长b,长半轴长a,
∵|
F2B2
|cos∠B2F1F2=
3
3
|
OB2
|
,
∴b=
3
c=
3
,a=2,
∴椭圆的标准方程为
x2
4
+
y2
3
=1
.
(2)由题意设直线的方程为y=kx+2,k>0,
它与椭圆交于M(x1,y1),N(x2,y2)两点,
由
y=kx+2,k>0
x2
4
+
y2
3
=1
,得(4k2+3)x2+16kx+4=0,
△=12k2-3>0,由k>0,解得k>
1
2
,
x1+x2=
-16k
4k2+3
,x1x2=
4
4k2+3
,
MN的中点H(
-8k
4k2+3
,
6
4k2+3
),
又
OH
∥
A2B2
,
kOH=
6
4k2+3
-8k
4k2+3
=kA1B1=
3
-0
0-2
=-
3
2
,
解得k=
3
2
>
1
2
,∴k=
3
2
.
(3)设在轴上存在点Q(m,0),使得以QM,QN为邻边的四边形是个菱形,
则HQ⊥MN,kHQ•kMN=-1,
6
4k2+3
-0
-8k
4k2+3
-m
•k=-1,
∵k>
1
2
,∴m=-
2k
4k2+3
=-
2
4k+
3
k
≥-
2
2
4k•
3
k
=-
3
6
,
当且仅当4k=
3
k
,k>
1
2
,即k=
3
2
时,取等号,
又m=-
2k
4k2+3
<0
,
故在轴上存在点Q(m,0),使得以QM,QN为邻边的四边形是个菱形,
m的范围是[-
3
6
,0).
点评:本题考查椭圆的标准方程的求法,考查斜率k的值的求法,考查实数的取值范围的求法,解题时要认真审题,注意函数与方程思想的合理运用.
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