已知点F1(-1 0) F2(1 0) 动点G满足|GF1|+|GF2|=22.(Ⅰ)求动点G的轨迹Ω的方程;(Ⅱ)已知过点F2且与x轴不垂直的

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已知点F1(-1,0),F2(1,0),动点G满足|GF1|+|GF2|=2

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(Ⅰ)求动点G的轨迹Ω的方程;

(Ⅱ)已知过点F2且与x轴不垂直的直线l交(Ⅰ)中的轨迹Ω于P、Q两点.在线段OF2上是否存在点M(m,0),使得以MP,MQ为邻边的平行四边形是菱形?若存在,求实数m的取值范围;若不存在,请说明理由.

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答案解析

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  • (Ⅰ)由|GF1|+|GF2|=22,且|F1F2|<22知,动点G的轨迹是以F1(-1,0),F2(1,0)为焦点的椭圆,
    设该椭圆的标准方程为x2a2+y2b2=1(a>0,b>0),c=a2-b2,
    由题知c=1,a=2,
    则b2=a2-c2=2-1=1,
    故动点G的轨迹Ω的方程是x22+y2=1.(4分)
    (Ⅱ)假设在线段OF2上存在M(m,0)(0<m<1),使得以MP、MQ为邻边的平行四边形是菱形.
    直线l与x轴不垂直,设直线l的方程为y=k(x-1)(k≠0),
    由x2+2y2=2y=k(x-1)可得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-2=0.
    ∴x1+x2=4k21+2k2,x1x2=2k2-21+2k2.(6分)
    MP=(x1-m,y1),MQ=(x2-m,y2),PQ=(x2-x1,y2-y1),其中x2-x1≠0.
    由于MP,MQ为邻边的平行四边形是菱形,
    ∴(MP+MQ)⊥PQ,则有(MP+MQ)?PQ=0,(8分)
    从而(x2+x1-2m,y2+y1)?(x2-x1,y2-y1)=0,
    ∴(x2+x1-2m)(x2-x1)+(y2+y1)(y2-y1)=0,
    又y=k(x-1),
    则y2-y1=k(x2-x1),y2+y1=k(x2+x1-2),
    故上式变形为(x2+x1-2m)+k2(x2+x1-2)=0,(10分)
    将x1+x2=4k21+2k2代入上式,得(4k21+2k2-2m)+k2(4k21+2k2-2)=0,
    即2k2-(2+4k2)m=0,
    ∴m=k21+2k2(k≠0),可知0<m<12.
    故实数m的取值范围是(0,12).(13分)