问题 解答题
已知点F1(-1,0),F2(1,0),动点G满足|GF1|+|GF2|=2
2

(Ⅰ)求动点G的轨迹Ω的方程;
(Ⅱ)已知过点F2且与x轴不垂直的直线l交(Ⅰ)中的轨迹Ω于P、Q两点.在线段OF2上是否存在点M(m,0),使得以MP,MQ为邻边的平行四边形是菱形?若存在,求实数m的取值范围;若不存在,请说明理由.
答案

(Ⅰ)由|GF1|+|GF2|=2

2
,且|F1F2|<2
2
知,动点G的轨迹是以F1(-1,0),F2(1,0)为焦点的椭圆,

设该椭圆的标准方程为

x2
a2
+
y2
b2
=1(a>0,b>0),c=
a2-b2

由题知c=1,a=

2

则b2=a2-c2=2-1=1,

故动点G的轨迹Ω的方程是

x2
2
+y2=1.(4分)

(Ⅱ)假设在线段OF2上存在M(m,0)(0<m<1),使得以MP、MQ为邻边的平行四边形是菱形.

直线l与x轴不垂直,设直线l的方程为y=k(x-1)(k≠0),

x2+2y2=2
y=k(x-1)
可得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-2=0.

x1+x2=

4k2
1+2k2
x1x2=
2k2-2
1+2k2
.(6分)

MP
=(x1-m,y1),
MQ
=(x2-m,y2)
PQ
=(x2-x1y2-y1)
,其中x2-x1≠0.

由于MP,MQ为邻边的平行四边形是菱形,

(

MP
+
MQ
)⊥
PQ
,则有(
MP
+
MQ
)•
PQ
=0
,(8分)

从而(x2+x1-2m,y2+y1)•(x2-x1,y2-y1)=0,

∴(x2+x1-2m)(x2-x1)+(y2+y1)(y2-y1)=0,

又y=k(x-1),

则y2-y1=k(x2-x1),y2+y1=k(x2+x1-2),

故上式变形为(x2+x1-2m)+k2(x2+x1-2)=0,(10分)

x1+x2=

4k2
1+2k2
代入上式,得(
4k2
1+2k2
-2m)+k2(
4k2
1+2k2
-2)=0

即2k2-(2+4k2)m=0,

m=

k2
1+2k2
(k≠0),可知0<m<
1
2

故实数m的取值范围是(0,

1
2
).(13分)

单项选择题
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