问题 解答题
已知椭圆C1
x2
4
+
y2
3
=1
,抛物线C2:(y-m)2=2px(p>0),且C1、C2的公共弦AB过椭圆C1的右焦点.
(Ⅰ)当AB⊥x轴时,求m、p的值,并判断抛物线C2的焦点是否在直线AB上;
(Ⅱ)是否存在m、p的值,使抛物线C2的焦点恰在直线AB上?若存在,求出符合条件的m、p的值;若不存在,请说明理由.
答案

(Ⅰ)当AB⊥x轴时,点A、B关于x轴对称,所以m=0,直线AB的方程为:

x=1,从而点A的坐标为(1,

3
2
)或(1,-
3
2
).

因为点A在抛物线上.

所以

9
4
=2p,即p=
9
8

此时C2的焦点坐标为(

9
16
,0),该焦点不在直线AB上.

(II)解法一:假设存在m、p的值使C2的焦点恰在直线AB上,由(I)知直线AB

的斜率存在,故可设直线AB的方程为y=k(x-1).

y=k(x-1)
x2
4
+
y2
3
=1
消去y得(3+4k2)x2-8k4x+4k2-12=0①

设A、B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),

则x1,x2是方程①的两根,x1+x2=

8k4
3+4k2

(y-m)2=2px
y=k(x-1)

消去y得(kx-k-m)2=2px.②

因为C2的焦点F′(

p
2
,m)在直线y=k(x-1)上,

所以m=k(

p
2
-1),即m+k=
kp
2
.代入②有(kx-
kp
2
)2=2px

k2x2-p(k2+2)x+

k2p2
4
=0.=3 ③

由于x1,x2也是方程=3 ③的两根,

所以x1+x2=

p(k2+2)
k2

从而

8k4
3+4k2
=
p(k2+2)
k2

解得p=

8k4
(4k2+3)(k2+2)
=4 ④

又AB过C1…C2的焦点,

所以|AB|=(x1+

p
2
)+(x2+
p
2
)=x1+x2+p=(2-
1
2
x1)+(2-
1
2
x2),

p=4-

3
2
(x1+x2)=4-
12k2
4k2+3
=
4k2+12
4k2+3
.=5 ⑤

由=4 ④、=5 ⑤式得

8k4
(4k2+3)(k2+2)
=
4k2+12
4k2+3
,即k4-5k2-6=0.

解得k2=6.于是k=±

6
,p=
4
3

因为C2的焦点F′(

2
3
,m)在直线y=±
6
(x-1)
上,

所以m=±

6
(
2
3
-1).

m=

6
3
m=-
6
3

由上知,满足条件的m、p存在,且m=

6
3
m=-
6
3
p=
4
3

解法二:设A、B的坐标分别为(x1,y1),(x2y2).

因为AB既过C1的右焦点F(1,0),又过C2的焦点F′(

p
2
,m),

所以|AB|=(x1+

p
2
)+(x2+
p
2
)=x1+x2+p=(2-
1
2
x1)+(2-
1
2
x2).

x1+x2=

2
3
(4-p). ①

由(Ⅰ)知x1≠x2,p≠2,于是直线AB的斜率k=

y2-y1
x2-x1
=
m-0
p
2
-1
=
2m
p-2
,②

且直线AB的方程是y=

2m
p-2
(x-1),

所以y1+y2=

2m
p-2
(x1+x2-2)=
4m(1-p)
3(p-2)
.③

又因为

3
x21
+4
y21
=12
3
x22
+4
y22
=12

所以3(x1+x2)+4(y1+y2)•

y2-y1
x2-x1
=0.④

将①、②、③代入④得m2=

3(p-4)(p-2)2
16(1-p)
.=5 ⑤

因为

(y1-m)2=2px1
(y2-m)2=2px2

所以y1+y2-2m=2p

x2-x1
y2-y1
.=6 ⑥

将②、③代入=6 ⑥得m2=

3p(p-2)2
16-10p
.=7 ⑦

由=5 ⑤、=7 ⑦得

3(p-4)(p-2)2
16(1-p)
=
3p(p-2)2
16-10p

即3p2+20p-32=0

解得p=

4
3
或p=-8(舍去).

p=

4
3
代入=5 ⑤得m2=
2
3

m=

6
3
m=-
6
3

由上知,满足条件的m、p存在,

m=

6
3
m=-
6
3
p=
4
3

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