题目内容

中心在原点,焦点在坐标轴上的椭圆C的离心率为
1
2
,它的一个焦点和抛物线y2=-4x的焦点重合,
(1)求椭圆C的方程;
(2)过直线l:x=4上一点M引椭圆C的两条切线,切点分别是A,B,求证:AB过椭圆C的右焦点F;(可用结论:椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1上点P(x0,y0)处切线方程:
x0x
a2
+
y0y
b2
=1)
(3)在(2)的条件下,是否存在λ,使得λ|AF|•|BF|=|AF|+|BF|恒成立?若存在,求λ的值,若不存在,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:(I)设椭圆方程为
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0).抛物线y2=-4x的焦点是(-1,0),从而c=1,
c
a
=
1
2
,由此能求出椭圆C方程.
(II)设切点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),切线方程分别为
x1x
4
+
y1y
3
=1
x2x
4
+
y2y
3
=1
,从而直线AB的方程是x+
t
3
y=1,由此能证明直线AB恒过右焦点F(1,0).
(III)将直线AB的方程x=-
t
3
y+1,代入椭圆方程,得(
t2
3
+4)y2-2ty-9=0,由此利用韦达定理结合已知条件能求出存在实数λ=
4
3
,使得λ|AF|•|BF|=|AF|+|BF|.
解答: (I)解:设椭圆方程为
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0).
抛物线y2=-4x的焦点是(-1,0),故c=1,又
c
a
=
1
2

所以a=2,b=
a2-c2
=
3

所以所求的椭圆C方程为
x2
4
+
y2
3
=1.…(4分)
(II)证明:设切点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),
直线l上一点M的坐标(4,t).
则切线方程分别为
x1x
4
+
y1y
3
=1
x2x
4
+
y2y
3
=1

又两切线均过点M,
即x1+
t
3
y1
=1,x2+
t
3
y2
=1,
即点A,B的坐标都适合方程x+
t
3
y=1,而两点之间确定唯一的一条直线,
故直线AB的方程是x+
t
3
y=1,
显然对任意实数t,右焦点F(1,0)都适合这个方程,
故直线AB恒过右焦点F(1,0).…(9分)
(III)解:将直线AB的方程x=-
t
3
y+1,代入椭圆方程,
得3(-
t
3
y+1)2+4y2-12=0,即(
t2
3
+4)y2-2ty-9=0,
所以y1+y2=
6t
t2+12
,y1y2=
-27
t2+12

不妨设y1>0,y2<0,|AF|=
(x1-1)2+y12
=
(
t2
9
+1)y12
=
t2+9
3
y1

同理|BF|=-
t2+9
3
y2
,…(12分)
所以
1
|AF|
+
1
|BF|
=
3
t2+9
•(
1
y1
-
1
y2

=
3
t2+9
y2-y1
y1y2

=-
3
t2+9
(y2-y1)2
y1y2

=-
3
t2+9
(
6t
t2+12
)2+
108
t2+12
-27
t2+12

=
1
t2+9
144t2+9×144
9
=
4
3

∴|AF|+|BF|=
4
3
|AF|•|BF|.
故存在实数λ=
4
3
,使得λ|AF|•|BF|=|AF|+|BF|.…(15分)
点评:本题考查椭圆方程的求法,考查直线过椭圆焦点的证明,考查满足条件的实数是否存在的判断与求法,解题时要注意函数与方程思想的合理运用.
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