题目内容
9.(I)求椭圆和抛物线的标准方程;
(Ⅱ)是否存在过(-2,0)与抛物线相切且被椭圆截得的弦CD的长恰为$\frac{20\sqrt{2}}{3}$的直线,若不存在.请说明理由;若存在,请求出直线方程.
分析 (I)由题意可得抛物线的通径为8,由此求得p值,则抛物线方程可求;再由椭圆离心率化椭圆方程为x2+2y2-2b2=0.把A的坐标代入椭圆方程求得b值,进一步得到a值,则椭圆标准方程可求;
(Ⅱ)假设存在满足条件的直线l,设出直线方程y=kx+2k,联立直线方程与抛物线方程,由判别式等于0求得k值,得到直线方程,再与椭圆方程联立,利用弦长公式求得弦长为$\frac{20\sqrt{2}}{3}$,说明存在过(-2,0)与抛物线相切且被椭圆截得的弦CD的长恰为$\frac{20\sqrt{2}}{3}$的直线.
解答 解:(Ⅰ)由题意可知,AB为抛物线y2=2px(p>0)的通径.
即2p=8,∴p=4.
则抛物线方程为y2=8x;
∴F1(2,0),则A(2,4).
由椭圆的离心率$e=\frac{c}{a}=\frac{\sqrt{2}}{2}$,得$\frac{{c}^{2}}{{a}^{2}}=\frac{1}{2}$,即$\frac{{a}^{2}-{b}^{2}}{{a}^{2}}=\frac{1}{2}$,∴a2=2b2.
则椭圆方程为x2+2y2-2b2=0.
∵A在椭圆上,∴22+2×42-2b2=0,解得b2=18,
∴a2=2b2=36.
则椭圆方程为$\frac{{x}^{2}}{36}+\frac{{y}^{2}}{18}=1$;
(Ⅱ)由题意,假设存在过(-2,0)与抛物线相切且被椭圆截得的弦CD的长恰为$\frac{20\sqrt{2}}{3}$的直线,
设直线方程为y=kx+2k.
联立$\left\{\begin{array}{l}{y=kx+2k}\\{{y}^{2}=8x}\end{array}\right.$,消去y得:k2x2+(4k2-8)x+4k2=0.
由△=(4k2-8)2-16k4=0,解得:k=±1.
当k=1时,则直线方程为y=x+2.
联立$\left\{\begin{array}{l}{y=x+2}\\{\frac{{x}^{2}}{36}+\frac{{y}^{2}}{18}=1}\end{array}\right.$,消去y得:3x2+8x-28=0.
设C(x1,y1),D(x2,y2),
则${x}_{1}+{x}_{2}=-\frac{8}{3},{x}_{1}{x}_{2}=-\frac{28}{3}$.
∴|CD|=$\sqrt{2}\sqrt{(-\frac{8}{3})^{2}+4×\frac{28}{3}}$=$\frac{20\sqrt{2}}{3}$.
同理可得,y=-x+2满足题意.
故存在过(-2,0)与抛物线相切且被椭圆截得的弦CD的长恰为$\frac{20\sqrt{2}}{3}$的直线,直线方程为y=±x+2.
点评 本题考查椭圆方程和抛物线方程的求法,关键是清楚圆锥曲线的对称性,考查了抛物线通径的应用,训练了利用弦长公式求弦长,是中档题.
| A. | 2π | B. | π | C. | 3π | D. | 4π |