已知椭圆(a>b>0)经过点M(1,),且其右焦点与抛物线的焦点F重合.
①求椭圆C1的方程;
②直线l经过点F与椭圆C1相交于A、B两点,与抛物线C2相交于C、D两点.求的最大值.
网友回答
解:如图,
①解法1:由抛物线方程为y2=4x,得其焦点F(1,0),
∵椭圆右焦点与抛物线焦点重合,∴c=1.
故a2-b2=c2=1??????????????????????????? ①
又椭圆C1经过点,∴???? ②
由①②消去a2并整理,得,4b4-9b2-9=0,解得:b2=3,或(舍去),
从而a2=b2+1=4.?故椭圆的方程为.
解法2:由抛物线方程,得焦点F(1,0),
∴c=1.
∴椭圆C1的左右焦点分别为F1(-1,0),F2(1,0).
∵椭圆(a>b>0)经过点M(1,),
∴=4.
∴a=2,则a2=4,b2=a2-c2=4-1=3.
故椭圆的方程为.
②当直线l垂直于x轴时,
则A(1,),B(1,),C(1,2),D(1,-2).∴.
当直线l与x轴不垂直,设其斜率为k(k≠0),则直线l的方程为:y=k(x-1).
联立,得:(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0.
△=(-8k2)2-4×(3+4k2)×(-12)=64k4+192k2+144>0.
∴方程有两个不等的实数根.设A(x1,y1),B(x2,y2).
则,.
所以,=
=
=.
由,得,k2x2-(2k2+4)x+k2=0.
△=[-(2k2+4)]2-4k4=16k2+16>0,∴方程有两个不等的实数根.设C(x3,y3),D(x4,y4).
∵k≠0,∴,
由抛物线的定义,得.
∴=.
综上,当直线l垂直于x轴时,取得最大值.
解析分析:①首先求出抛物线的焦点坐标,则c可求,结合椭圆的隐含条件及点M(1,)在椭圆上,进一步列式可求椭圆方程;②分直线l的斜率存在和不存在两种情况分析,当斜率不存在时,可以直接求出A,B,C,D四点的坐标,则的值可求,当斜率存在时,设出直线方程,和椭圆方程及抛物线方程联立后,运用弦长公式把用直线的斜率表示,然后利用基本不等式求其最值.
点评:本题考查了椭圆标准方程的求法,考查了直线和圆锥曲线的位置关系,考查了数形结合的解题思想及分类讨论思想,考查了弦长公式,解答此类问题的关键是,常常采用设而不求的方法,即设出直线与圆锥曲线交点的坐标,解答时不求坐标,而是运用根与系数关系求出两个点的横坐标的和与积,然后结合已知条件整体代入求解问题,此题是难题.