已知椭圆E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦点F2与抛物线y2=4x的焦点重合,过F2作与x轴垂直的直线交椭圆

已知椭圆E:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的右焦点F2与抛物线y2=4x的焦点重合,过F2作与x轴垂直的直线交椭圆于S,T两点,交抛物线于C,D两点,且
|CD|
|ST|
=2
2

(I)求椭圆E的标准方程;
(Ⅱ)设Q(2,0),过点(-1,0)的直线l交椭圆E于M、N两点.
(i)当
QM
QN
=[19/3]时,求直线l的方程;
(ii)记△QMN的面积为S,若对满足条件的任意直线l,不等式S≤λtan∠MQN恒成立,求λ的最小值.
爱上猪猪的老虎 1年前 已收到1个回答 举报

fujianchun 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)由抛物线方程,得焦点坐标,从而设出椭圆E的方程,求出|CD|,|ST|,利用条件,即可求得椭圆E的方程;
(Ⅱ)(i)分类讨论,设出直线方程,代入椭圆方程,利用向量的数量积公式及韦达定理,结合条件,即可求直线l的方程;
(ii)求出
QM
QN
的最大值是[17/2],根据S≤λtan∠MQN恒成立,利用数量积公式,即可求λ的最小值.

(Ⅰ)由抛物线方程,得焦点F2(1,0),∴c=1.
∴椭圆E的方程为
x2
b2+1+
y2
b2=1
直线x=1代入抛物线方程,可得C(1,2),D(1,-2),∴|CD|=4
直线x=1代入椭圆方程,可得|ST|=
2b2
a

|CD|
|ST|=2
2,∴
2a
b2=2
2
∵a2-b2=1
∴a=
2,b=1
∴椭圆E的方程为
x2
2+y2=1;
(Ⅱ)(i)设M(x1,y1),N(x2,y2),则

QM=(x1-2,y1),

QN(x2-2,y2),
当直线l垂直于x轴时,x1=x2=-1,y1=-y2,y12=
1
2


QM•

QN=(x1-2)(x2-2)+y1y2=9-y12=
17
2≠[19/3],不合题意;
直线l的斜率存在时,设方程为y=k(x+1),代入椭圆方程,可得(1+2k2)x2+4k2x+2k2-2=0
∴x1+x2=-
4k2
1+2k2,x1x2=
2k2−2
1+2k2
∵y1=k(x1+1),y2=k(x2+1)


QM•

QN=(x1-2)(x2-2)+y1y2=(x1-2)(x2-2)+k(x1+1)•k(x2+1)
=(k2+1)x1x2+(k2−2)(x1+x2)+k2+4
=[17/2−
13
2(1+2k2)]=[19/3]
∴k2=1,∴k=±1
∴直线l的方程为x-y+1=0或x+y+1=0;
(ii)由(i)知,

QM•

QN=[17/2−
13
2(1+2k2)]<[17/2]


QM•

QN的最大值是[17/2]
∵S≤λtan∠MQN恒成立,

1
2|

OM||

ON|sin∠MQN≤λ[sin∠MQN/cos∠MQN]恒成立


QM•

QN=[17/2−
13
2(1+2k2)]>0
∴cos∠MQN>0
∴|

OM||

ON|cos∠MQN≤2λ恒成立


QM•

QN≤2λ恒成立
∴2λ≥
17
2,即λ≥
17
4
∴λ的最小值[17/4].

点评:
本题考点: 直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程.

考点点评: 本题考查椭圆方程,考查直线与椭圆、抛物线方程的位置关系,考查向量的数量积公式,考查恒成立问题,考查学生分析解决问题的能力,属于难题.

1年前

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