问题
解答题
已知一条抛物线和一个椭圆都经过点M(1,2),它们在x轴上具有相同的焦点F1,且两者的对称轴都是坐标轴,抛物线的顶点在坐标原点. (1)求抛物线的方程和椭圆方程; (2)假设椭圆的另一个焦点是F2,经过F2的直线l与抛物线交于P,Q两点,且满足
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答案
(1)由题意可设抛物线方程为y2=2px(p>0),
把M(1,2)点代入方程得:抛物线方程为y2=4x…(2分)
所以F1(1,0),
设椭圆方程为
+x2 a2
=1(a>b>0),y2 b2
∵椭圆经过点M,椭圆的焦点F1(1,0),
∴a2-b2=1
+1 a2
=14 b2
∴a2=3+2
,b2=2+22
,2
∴椭圆方程为
+x2 3+2 2
=1…(6分)y2 2+2 2
(2)椭圆的焦点F1(1,0),另一个焦点为F2(-1,0),
设直线的方程为y=k(x+1),联立方程得
,y=k(x+1) y2=4x
消去y得k2x2+(2k2-4)x+k2=0,
因为直线l与抛物线相交于P、Q两点,所以
,解得-1<k<1且k≠0…(9分)k≠0 (2k2-4)2-4k2>0
设P(x1,y1)Q(x2,y2),则
,x1+x2= 4-2k2 k2 x1•x2=1
由
=mF2P
得(x1+1,y1)=m(x2+1,y2),所以F2Q
,x1+1=m(x2+1) y1=my2
∵P、Q为不同的两点,∴m≠1,y12=m2y22,
即4x1=m2•4x2,∴x1=m2x2
解得x2=
,x1=m,1 m
∴x1+x2=
+m…(12分)1 m
即
+m=1 m
-2,4 k2
∵0<k2<1,
∴
-2>2,即4 k2
+m>21 m
∴m>0且m≠1…(14分)