已知椭圆C1:y2a2+x2b2=1(a>b>0)的右顶点A(1,0),过C1的焦点且垂直长轴的弦长为1.

已知椭圆C1
y2
a2
+
x2
b2
=1
(a>b>0)的右顶点A(1,0),过C1的焦点且垂直长轴的弦长为1.
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设点P在抛物线C2:y=x2+h(h∈R)上,C2在点P处的切线与C1交于点M,N.若存在点P,使得线段AP的中点与MN的中点的横坐标相等时,求h的取值范围.
吃饱了不恶 1年前 已收到1个回答 举报

mqqep 花朵

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解题思路:(1)由椭圆右顶点A(1,0),过C1的焦点且垂直长轴的弦长为1,建立方程组,即可求出椭圆方程;
(2)不妨设M(x1y1),N(x2y2),P(t,t2+h),求出直线MN的方程代入椭圆C1的方程,根据直线MN与椭圆C1有两个不同的交点,所以有△>0,利用线段AP的中点与MN的中点的横坐标相等,建立方程,从而可得h的取值范围.

(1)由题意得

b=1
2•
b2
a=1,∴

a=2
b=1,…(3分)
∴所求的椭圆方程为
y2
4+x2=1…(5分)
(2)不妨设M(x1,y1),N(x2,y2),P(t,t2+h),则抛物线C2在点P处的切线斜率为y'|x=t=2t,…(6分)
∴直线MN的方程为y=2tx-t2+h,代入椭圆C1的方程中,得4x2+(2tx-t2+h)2-4=0,
即4(1+t2)x2-4t(t2-h)x+(t2-h)2-4=0,…(7分)
因为直线MN与椭圆C1有两个不同的交点,所以有△=16t2(t2-h)2-16(1+t2)[(t2-h)2-4]>0
即-(t2-h)2+4+4t2>0,…(8分)
设线段MN的中点的横坐标是x3,则x3=
x1+x2
2=
t(t2−h)
2(1+t2),
设线段PA的中点的横坐标是x4,则x4=
t+1
2,
由题意得x3=x4,即有t2+(1+h)t+1=0,显然t≠0
∴h=−
t2+t+1
t=−(t+
1
t+1)(t≠0)…(9分)
∴t4+2t3-2t2+2t+1<0,即(t2+t+1)2-5t2<0
解得−
(1+
5)+
2(1+
5)
2<t<
−(1+
5)+
2(1+
5)
2
而−
(1+
5)+
2(1+
5)
2<−1<
−(1+
5)+
2(1+
5)
2<0
又h=−
t2+t+1
t=−(t+
1
t+1)在(−
(1+
5)+
2(1+
5)
2,−1)上递增,
在(−1,
−(1+
5)+
2(1+
5)
2)上递减…(11分)
∴当t=-1时,h取到最小值1;…(12分)
当t=−
(1+
5)+
2(1+
5)
2或t=
−(1+
5)+
2(1+
5)
2时,h的值都为
5
∴h的取值范围是[1,
5)…(13分)

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: 本题考查椭圆的标准方程与性质,考查抛物线的切线,考查直线与椭圆的位置关系,考查学生分析解决问题的能力,考查计算能力,属于中档题.

1年前

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