问题 解答题
已知椭圆方程为C:
x2
2
+y2
=1,它的左、右焦点分别为F1、F2.点P(x0,y0)为第一象限内的点.直线PF1和PF2与椭圆的交点分别为A、B和C、D,O为坐标原点.
(1)求椭圆上的点与两焦点连线的最大夹角;
(2)设直线PF1、PF2的斜率分别为k1、k2.试找出使得直线OA、OB、OC、OD的斜率kOA、kOB、kOC、kOD满足kOA+kOB+kOC+kOD=0成立的条件(用k1、k2表示).
(3)又已知点E为抛物线y2=2px(p>0)上一点,直线F2E与椭圆C的交点G在y轴的左侧,且满足
EG
=2
F2E
,求p的最大值.
答案

(1)由题意,设椭圆上的点与两焦点连线的距离为m,n,夹角为α,则m+n=2

2

∴cosα=

m2+n2-4
2mn
=
2
mn
-1

∵m+n=2

2
2
mn

∴0<mn≤2

2
mn
-1≥0

∴cosα≥0

∴当m=n时,椭圆上的点与两焦点连线的最大夹角为90°;

(2)设直线PF1、PF2的方程分别为y=k1(x+1),y=k2(x-1),A(xA,yA),B(xB,yB),C(xC,yC),D(xD,yD),

联立直线PF1和椭圆的方程化简得(2k12+1)x2+4k12x+2k12-2=0,

因此xA+xB=-

4k12
2k12+1
,xAxB=
2k12-2
2k12+1
,所以kOA+kOB=
yA
xA
+
yB
xB
=-
2k1
k12-1

同理可得:kOC+kOD=-

2k2
k22-1

故由kOA+kOB+kOC+kOD=0得k1+k2=0或k1k2=1;

(3)F2(1,0),设G(x0,y0),(-

2
x0≤0),则

EG
=2
F2E
,∴xE=
x0+2
3
,yE=
y0
3

∵E为抛物线y2=2px(p>0)上一点,

(

y0
3
)2=2p•
x0+2
3

x02
2
+y02=1

∴12p=

2-x02
x0+2

令t=x0+2,则2-

2
≤t<2

∴12p=-(t+

2
t
-4)≤-(2
2
-4),∴p≤
1
3
-
2
6
,当且仅当t=
2
时,取等号

x0=

2
-2时,p的最大值为
1
3
-
2
6

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