题目内容
| x2 |
| a2 |
| y2 |
| b2 |
| 3 |
| 2 |
| b2 |
| 4 |
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)点P为椭圆C上除长轴端点外的任一点,直线AP,PB与椭圆的右准线分别交于点M,N.
①在x轴上是否存在一个定点E,使得EM⊥EN?若存在,求点E的坐标;若不存在,说明理由;
②已知常数λ>0,求
| PM |
| PN |
| PA |
| PB |
考点:直线与圆锥曲线的综合问题
专题:综合题,圆锥曲线的定义、性质与方程
分析:(1)利用直线DA与直线DB的斜率之积为-
,可得b2=
,由点D(1,
)在椭圆C上,则有:
+
=1,联立求出a,b,即可求椭圆C的标准方程;
(2)①假设存在一个定点E(m,0),使得EM⊥EN.确定M,N的坐标,若EM⊥EN,则
•
=0,结合点P在椭圆C上,即可求点E的坐标;
②利用向量的数量积公式,可得
•
+λ
•
=
,设函数f(x0)=
,定义域为(-2,2),确定函数的单调性,即可求得结论.
| b2 |
| 4 |
| 9 |
| a2-1 |
| 3 |
| 2 |
| 1 |
| a2 |
(
| ||
| b2 |
(2)①假设存在一个定点E(m,0),使得EM⊥EN.确定M,N的坐标,若EM⊥EN,则
| EM |
| EN |
②利用向量的数量积公式,可得
| PM |
| PN |
| PA |
| PB |
| (1+λ)x02-8x0+16-4λ |
| 4 |
| (1+λ)x02-8x0+16-4λ |
| 4 |
解答:
解:(1)由题意得,A(-a,0),B(a,0),
∵直线DA与直线DB的斜率之积为-
,
∴kDA•kDB=
•
=-
,∴b2=
,
由点D(1,
)在椭圆C上,则有:
+
=1,…(2分)
由以上两式可解得a2=4,b2=3.
∴椭圆方程为
+
=1. …(4分)
(2)①椭圆右准线的方程为x=4. …(5分)
假设存在一个定点E(m,0),使得EM⊥EN.
设点P(x0,y0)(x0≠±2),直线AP的方程为y=
(x+2),
令x=4,y=
,∴点M坐标为(4,
).
直线BP的方程为y=
(x-2),令x=4,y=
,
∴点N坐标为(4,
). …(7分)
若EM⊥EN,则
•
=0,
∵
=(4-m,
),
=(4-m,
),
∴
•
=(4-m)2+
•
=(4-m)2+
=0. …(9分)
∵点P在椭圆C上,∴
+
=1,∴y02=3(1-
),代入上式,得(4-m)2=9,
∴m=1或m=7,∴点E的坐标为(1,0)或(7,0). …(11分)
②∵
=(4-x0,
),
=(4-x0,
),
∴
•
=(4-x0)2+
=
.
∵
=(-2-x0,-y0),
=(2-x0,-y0),
∴
•
=x02-4+y02=
.
∴
•
+λ
•
=
. …(13分)
设函数f(x0)=
,定义域为(-2,2),
当
≥2时,即0<λ≤1时,f(x0)在(-2,2)上单调递减,f(x0)的取值范围为(1,9),
当
<2时,即λ>1时,f(x0)在(-2,
)上单调递减,在(
,2)上单调递增,f(x0)的取值范围为[
,9).
综上,当0<λ≤1时,
•
+λ
•
的取值范围为(1,9),
当λ>1时,
•
+λ
•
的取值范围为[
,9). …(16分)
∵直线DA与直线DB的斜率之积为-
| b2 |
| 4 |
∴kDA•kDB=
| ||
| 1+a |
| ||
| 1-a |
| b2 |
| 4 |
| 9 |
| a2-1 |
由点D(1,
| 3 |
| 2 |
| 1 |
| a2 |
(
| ||
| b2 |
由以上两式可解得a2=4,b2=3.
∴椭圆方程为
| x2 |
| 4 |
| y2 |
| 3 |
(2)①椭圆右准线的方程为x=4. …(5分)
假设存在一个定点E(m,0),使得EM⊥EN.
设点P(x0,y0)(x0≠±2),直线AP的方程为y=
| y0 |
| x0+2 |
令x=4,y=
| 6y0 |
| x0+2 |
| 6y0 |
| x0+2 |
直线BP的方程为y=
| y0 |
| x0-2 |
| 2y0 |
| x0-2 |
∴点N坐标为(4,
| 2y0 |
| x0-2 |
若EM⊥EN,则
| EM |
| EN |
∵
| EM |
| 6y0 |
| x0+2 |
| EN |
| 2y0 |
| x0-2 |
∴
| EM |
| EN |
| 6y0 |
| x0+2 |
| 2y0 |
| x0-2 |
| 12y02 |
| x02-4 |
∵点P在椭圆C上,∴
| x02 |
| 4 |
| y02 |
| 3 |
| x02 |
| 4 |
∴m=1或m=7,∴点E的坐标为(1,0)或(7,0). …(11分)
②∵
| PM |
| y0(4-x0) |
| x0+2 |
| PN |
| y0(4-x0) |
| x0-2 |
∴
| PM |
| PN |
| y02(4-x 0)2 |
| x02-4 |
| (4-x 0)2 |
| 4 |
∵
| PA |
| PB |
∴
| PA |
| PB |
| x 02-4 |
| 4 |
∴
| PM |
| PN |
| PA |
| PB |
| (1+λ)x02-8x0+16-4λ |
| 4 |
设函数f(x0)=
| (1+λ)x02-8x0+16-4λ |
| 4 |
当
| 4 |
| 1+λ |
当
| 4 |
| 1+λ |
| 4 |
| 1+λ |
| 4 |
| 1+λ |
| -λ2+3λ |
| 1+λ |
综上,当0<λ≤1时,
| PM |
| PN |
| PA |
| PB |
当λ>1时,
| PM |
| PN |
| PA |
| PB |
| -λ2+3λ |
| 1+λ |
点评:本题考查椭圆的方程,考查向量知识的运用,考查函数思想,考查学生分析解决问题的能力,有难度.
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