题目内容

已知椭圆C1:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的右焦点与抛物线C2:y2=4x的焦点F重合,点M是C1与C2在第一象限内的交点,且|MF|=
5
3
.
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设抛物线的准线与x轴交于点E,过E任作一条直线l,l与椭圆C1的两个交点记为A,B.问:在椭圆的长轴上是否存在一点P,使
PA
•
PB
为定值?若存在,求出点P的坐标及相应的定值;若不存在,请说明理由.
分析:(1)由抛物线的定义结合|MF|=
5
3
求出M的坐标,把M的坐标代入椭圆方程,结合已知条件求得椭圆方程;
(2)求出E点的坐标,假设存在点P(m,0)(-2≤m≤2)满足要求.求出直线l的斜率不存在和斜率为0时的
PA
•
PB
值,由两值相等求出m的值,然后分情况证明所求的P点符合要求.
解答:解:(1)设M(xM,yM),∵抛物线C2:y2=4x,∴其准线方程为x=-1,
由抛物线的定义得:xM+1=
5
3
,得:xM=
2
3
,代入抛物线方程得:yM=
2
6
3
,
∴M(
2
3
,
2
6
3
)
.
将此点代入椭圆方程,得
4
9a2
+
8
3b2
=1
,
又椭圆的半焦距c=1,a2=b2+c2,解得:a2=4,b2=3.
∴椭圆的方程为:
x2
4
+
y2
3
=1
;
(2)抛物线的准线与x轴交点E(-1,0),假设存在点P(m,0)(-2≤m≤2)满足要求.
当直线l的斜率不存在时,求得两交点为(-1,
3
2
),(-1,-
3
2
)
,此时
PA
•
PB
=(-1-m)2-
9
4
;
当直线l的斜率为0时,求得两交点为(-2,0),(2,0),此时
PA
•
PB
=(-2-m)(2-m)
.
由(-1-m)2-
9
4
=(-2-m)(2-m)
,解得m=-
11
8
.
下面证明P(-
11
8
,0)
符合要求.
当直线l的斜率为0时,
PA
•
PB
=m2-4=-
135
64
.
当直线l的斜率不为0时,设l的方程为x=ny-1,由
x2
4
+
y2
3
=1
x=ny-1
得,(3n2+4)y2-6ny-9=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1+y2=
6n
3n2+4
,y1y2=
-9
3n2+4
.
此时
PA
•
PB
=(x1+
11
8
)(x2+
11
8
)+y1y2=(ny1-1+
11
8
)(ny2-1+
11
8
)+y1y2

=
3n
8
(y1+y2)+(n2+1)y1y2+
9
64
=
-9(3n2+4)
4(3n2+4)
+
9
64
=-
135
64
.
故存在点P(-
11
8
,0)
符合要求,对应的定值为-
135
64
.
点评:本题考查了椭圆的标准方程的求法,考查了直线与圆锥曲线的位置关系,训练了设而不求的解题思想方法和分类讨论的数学思想方法,训练了特值验证法,考查了学生灵活处理问题的能力和计算能力,是高考试卷中的压轴题.
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