问题 解答题
已知椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的一个焦点与抛物线y2=4
3
x
的焦点F重合,且椭圆短轴的两个端点与F构成正三角形.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)若过点(1,0)的直线l与椭圆交于不同两点P、Q,试问在x轴上是否存在定点E(m,0),使
PE
QE
恒为定值?若存在,求出E的坐标及定值;若不存在,请说明理由.
答案

(Ⅰ)由题意知抛物线的焦点F(

3
,0),∴c=
3
…(1分)

又∵椭圆的短轴的两个端点与F构成正三角形,∴b=1,

∴椭圆的方程为

x2
4
+y2=1…(3分)

(Ⅱ)当直线l的斜率存在时,设其斜率为k,则l的方程为:y=k(x-1)

代入椭圆方程,消去y,可得(4k2+1)x2-8k2x+4k2-4=0

设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=

8k2
4k2+1
 ,x1x2=
4k2-4
4k2+1
…(5分)

PE
=(m-x1,-y1),
QE
= (m-x2,-y2)

PE
QE
=(m-x1)(m-x2)+y1y2=m2-m(x1+x2)+x1x2+y1y2=m2-m(x1+x2)+x1x2+k2(x1-1)(x2-1)=m2-m
8k2
4k2+1
+
4k2-4
4k2+1
+k2(
4k2-4
4k2+1
-
8k2
4k2+1
+1)
=
(4m2-8m+1)k2+(m2-4)
4k2+1
…(7分)

=

(4m2-8m+1)(k2+
1
4
)+(m2-4)-
1
4
(4m2-8m+1)
4k2+1
=
1
4
(4m2-8m+1)+
2m-
17
4
4k2+1
…(9分)

2m-

17
4
=0,即m=
17
8
时,
PE
QE
为定值
33
64
…(10分)

当直线l的斜率不存在时,P(1,

3
2
),Q(1,-
3
2
)

E(

17
8
,0)可得
PE
=(
9
8
,-
3
2
) ,
QE
=(
9
8
3
2
)
,∴
PE
QE
=
81
64
-
3
4
=
33
64

综上所述,当E(

17
8
,0)时,
PE
QE
为定值
33
64
…(12分)

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