题目内容

【题目】如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆C:(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,P为椭圆上一点(在x轴上方),连结PF1并延长交椭圆于另一点Q,设=λ.

(1)若点P的坐标为(1,),且△PQF2的周长为8,求椭圆C的方程;

(2)若PF2垂直于x轴,且椭圆C的离心率e∈[,],求实数λ的取值范围.

【答案】(1)+=1;(2)[,5]

【解析】

试题分析:(1)求椭圆标准方程,实质就是要求的值,为此要找两个关于的方程,本题由已知,把点坐标代入可得一个方程,由椭圆定义知的周长是,又可得值,从而得解;(2)本小题关键是建立起与离心率的关系,利用两点在椭圆上,由轴可求得,由=λ,可求得点坐标,把点坐标代入椭圆方程,再转化后可得的关系(λ2+4λ+3)e2=λ2-1,因为λ+1≠0,故有λ=,从而可得的范围.

试题解析:(1)因为F1,F2为椭圆C的两焦点,且P,Q为椭圆上的点,

所以PF1+PF2=QF1+QF2=2a,从而△PQF2的周长为4a.

由题意,得4a=8,解得a=2.

因为点P的坐标为(1,),所以,

解得b2=3.

所以椭圆C的方程为.

(2)方法一:因为PF2⊥x轴,且P在x轴上方,故设P(c,y0),y0>0.设Q(x1,y1).

因为P在椭圆上,所以,解得y0=,即P(c,).

因为F1(-c,0),所以=(-2c,-),=(x1+c,y1).

由=λ,得-2c=λ(x1+c),-=λy1,

解得x1=,y1=-,所以Q(-c,-).

因为点Q在椭圆上,所以()2e2+=1,

即(λ+2)2e2+(1-e2)=λ2,(λ2+4λ+3)e2=λ2-1,

因为λ+1≠0,

所以(λ+3)e2=λ-1,从而λ=.

因为e∈[,],所以≤e2≤,即≤λ≤5.

所以λ的取值范围为[,5].

方法二:因为PF2⊥x轴,且P在x轴上方,故设P(c,y0),y0>0.

因为P在椭圆上,所以,解得y0=,即P(c,).

因为F1(-c,0),故直线PF1的方程为.

由得(4c2+b2)x2+2b2cx+c2(b2-4a2)=0.

因为直线PF1与椭圆有一个交点为P(c,).设Q(x1,y1),

则x1+c,即-c-x1=.

因为,

所以λ==.

因为e∈[,],所以≤e2≤,即≤λ≤5.

所以λ的取值范围为[,5].

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