已知椭圆C:
,两直线l 1:x=-
,l 2:x=
,直线l 1为抛物线E:y 2=16x的准线,直线l:x+2y-4=0与椭圆相切。
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)如果椭圆C的左顶点为A,右焦点为F,过F的直线与椭圆C交于P,Q两点,直线AP,AQ与直线l 2分别交于N,M两点,求证:四边形MNPQ的对角线的交点是定点。
(Ⅰ)由题知,抛物线y 2=16x的准线方程为x=-4,
设椭圆
的右焦点为F(c,0),其中
,
则
,即
,①
由
,消去x,得
,
由于直线x+2y-4=0与椭圆C相切,
所以
,
即4b 2+a 2-16=0,
所以4(a 2-c 2)+a 2-16=0,
整理得5a 2-4c 2-16=0, ②
将①代人②,得5×4c-4c 2-16=0,即c 2-5c+4=0,解得c=1或4,
由于
,所以c=1,
所以,所以椭圆C的方程为
。
(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知,A(-2,0),F(1,0),
直线l 2的方程为x=4,
根据椭圆的对称性,当直线PQ⊥x轴时,四边形MNPQ是等腰梯形,对角线PM,ON的交点在x轴上,
此时,直线PQ的方程为x=1,
由
,得
,
不妨取
,故直线AP的方程为
,
将x=4代入,得N(4,3),所以,直线QN的方程为
,
令y=0,得x=2,即直线QN与x轴的交点为R(2,0),
此点恰为椭圆的右顶点.
下面只要证明,在一般情况下Q,N,R三点共线即可.
设P(x 1,y 1),Q(x 2,y 2),N(4,y 3),M(4,y 4),直线PQ的方程为x=my+1,
由
消去x,得
,
所以,
,
因为
三点共线,
所以,
与
共线,
所以
,即
,
由于,
,
所以,
所以,
共线,即Q,N,R三点共线。
同理可证,P,M,R三点共线。
所以,四边形MNPQ的对角线的交点是定点,此定点恰为椭圆的右顶点。