问题 解答题
在平面直角坐标系xOy中,椭圆C的中心为原点,焦点F1,F2在x轴上,离心率为
1
2
.过F1的直线交椭圆C于A,B两点,且△ABF2的周长为8.过定点M(0,3)的直线l1与椭圆C交于G,H两点(点G在点M,H之间).
(Ⅰ) 求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设直线l1的斜率k>0,在x轴上是否存在点P(m,0),使得以PG、PH为邻边的平行四边形为菱形.如果存在,求出m的取值范围;如果不存在,请说明理由.
答案

(Ⅰ)设椭圆的方程为

x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0),离心率e=
c
a
=
1
2

△ABF2的周长为|AF1|+|AF2|+|AF1|+|AF2|=4a=8,

解得a=2,c=1,则b2=a2-c2=3,

所以椭圆的方程为

x2
4
+
y2
3
=1.

(Ⅱ)直线l1的方程为y=kx+3(k>0),

x2
4
+
y2
3
=1
y=kx+3
,消去y并整理得(3+4k2)x2+24kx+24=0(*),

△=(24k)2-4×24×(3+4k2)>0,解得k>

6
2

设椭圆的弦GH的中点为N(x0,y0),

则“在x轴上是否存在点P(m,0),使得以PG、PH为邻边的平行四边形为菱形.”等价于“在x轴上是否存在点P(m,0),使得PN⊥l1”.

设G(x1,y1),H(x2,y2),由韦达定理得,x1+x2=-

24k
3+4k2

所以x0=

x1+x2
2
=-
12k
3+4k2
,∴y0=kx0+3═
9
3+4k2

N(-

12k
3+4k2
9
3+4k2
),kPN=-
9
12k+m(3+4k2)

所以,-

9
12k+m(3+4k2)
•k=-1,解得m=-
3k
3+4k2
(k>
6
2
)

m′(k)=

3(2k-
3
)(2k+
3
)
(3+4k2)2
3(
6
-
3
)(2k+
3
)
(3+4k2)2
>0

所以,函数m=-

3k
3+4k2
(k>
6
2
)在定义域(
6
2
,+∞)
单调递增,m(
6
2
)=-
6
6

所以满足条件的点P(m,0)存在,m的取值范围为(-

6
6
,+∞).

阅读理解与欣赏

阅读下面的文字,完成问题。

警惕汞污染

  1953年,日本水俣湾附近发现了一种“怪病”,称为“水俣病”。这种病症最实出现在猫身上,病猫步态不稳,抽搐、麻痹,甚至跳海而死。不久,陆续发现了患这种病症的人。患者步履蹒跚,手足麻痹乃至变形,神经错乱甚至死亡。后来发现,这不是传染病,而是工业废水排放污染造成的公害病。水俣湾一家化工厂生产氯乙烯和醋酸忆烯使用了含汞的催化剂,排放的废水中含有大量的汞。其中有的是甲基汞,有的是无机汞,而无机汞会与水体或水生物的有机物反应生成甲基汞。甲基汞的脂溶性非常强,可以在生物体内逐渐富集并通过食物链最终进入人体,被肠胃吸收,侵害人的中枢神经细胞。公司和政府对水俣病的认定只考虑直接接触甲基汞所导致的症状,而这种症状与甲基汞通过食物链进入人体所导致的症状不完本相同。因此,只有部分水俣病患者获得认定。水体中汞污染是人类健康的隐患。因为水中的微量汞,经过水中食物链(如:浮游植物浮游动物小鱼大鱼)的逐级转移,在食物链顶级生物体内可以富集到数千至数十万倍。以美国金枪鱼罐头为例,1953年含汞量为0.08PPM[注],到了2005年就增长至1.79PPM。对以鳌鱼和鲸为主要食物来源的法罗群岛居民的追踪调查发现,他们的血汞含量可能是全世界人群中最高的,达到6PPM。鱼类体内的汞主要为甲基汞,其百分比随着鱼龄增加而增加,一年生的鱼所含汞中的甲基汞的31%—35%,8—12年的鱼所含汞中的甲基汞为67%—100%。在一般情况下调查和监测鱼类的含示量,对于了解水域汞污染程度十分必要。目前全球人为活动向大气排放的汞达2000吨/年。汞很容易蒸发到大气中,并且能够随着空气团作全球范围的迁移,在大气中停留几个月甚至一年。在不同的条件下,它会发生沉降,并在当地食物链生物体内聚积。由于汞的这种属性,它被联合国环境规划署列为全球性污染物,是除了温室气体外唯一一种对全球范围产生影响的化学物质。我国是汞生产和消费大国,十分重视汞污染防治研究。有研究表明:中国汞污染的健康影响途径与其他国家不同,不能照搬欧美研究成果评价中国汞污染情况,如在北美和北欧地区,某些鱼类体内的汞浓度具有一定的指标性意义,但我国贵州即使在汞污染较严重的地区,鱼体内汞含量却相对较低。另有研究发现:汽车尾气中的汞进入到空气中后,可以被植物吸收,因此路旁植物中汞的含量要高于公园中的植物;北京市汞污染的主要来源是煤和汽油燃烧的汞释放、化工厂的汞排放,贵阳市的汞污染原因则是土壤高汞背景值以及原煤汞含量高。垃圾焚烧是汞污染的又一个主要来源。垃圾中的汞主要来自电池、体温计、日光灯等,如果能对含汞废弃物采取比一般生活垃圾更严格的处理措施,将有利于减少汞污染。[注]PPM:即百万分之一。

1.下列关于“水俣病”的理解,不符合原文意思的一项是( )

A.人和猫“水俣病”的症状有相似之处但是彼此却不会相互传染。

B.含有大量汞的工业废水的排入使水俣湾鱼虾体内含有甲基汞。

C.甲基汞通过食物链进入人体内的患者未被认定为“水俣病”患者。

D.所有的水俣病患者都具有直接接触甲基汞所导致的典型症状。

2.下列理解,符合原文意思的一项是( )

A.水中微量汞经过食物链逐级转移富集到数千倍时才会转变成为甲基汞。

B.鱼类体内富集的汞含量必定高于同一水域中的浮游植物或浮游动物。

C.特定水域中一年生的鱼所含的汞没有达到31%时表明汞污染并不严重。

D.我国贵州即使汞污染较为严重的地区污染程度也不及北美和北欧地区。

3.根据原文提供的信息,以下推断不正确的一项是( )

A.植物中汞含量与植物所处的地理环境密切相关。

B.不同类型的城市其汞污染的主要来源存在差异。

C.直接焚烧含汞的废弃物会把汞排放到大气之中。

D.人类活动较少的北极上空大气中的汞浓度最低。

多项选择题