解:(1)由已知,椭圆方程可设为
.(1分)
∵两个焦点和短轴的两个端点恰为正方形的顶点,且短轴长为2,
∴
.
所求椭圆方程为
.(4分)
(2)右焦点F(1,0),直线l的方程为y=x-1.
设P(x
1,y
1),Q(x
2,y
2),
由
得3y
2+2y-1=0,解得
.
∴
.(9分)
(3)假设在线段OF上存在点M(m,0)(0<m<1),使得以MP,MQ为邻边的平行四边形是菱形.因为直线与x轴不垂直,所以设直线l的方程为y=k(x-1)(k≠0).
由
可得(1+2k
2)x
2-4k
2x+2k
2-2=0.
∴
.
.其中x
2-x
1≠0
以MP,MQ为邻边的平行四边形是菱形
?(x
1+x
2-2m,y
1+y
2)(x
2-x
1,y
2-y
1)=0?(x
1+x
2-2m)(x
2-x
1)+(y
1+y
2)(y
2-y
1)=0?(x
1+x
2-2m)+k(y
1+y
2)=0
?2k
2-(2+4k
2)m=0
.
∴
.(14分)
分析:(1)设椭圆方程为
.由两个焦点和短轴的两个端点恰为正方形的顶点,且短轴长为2,由此能够求出a,b,c的值,从而得到所求椭圆方程.
(2)右焦点F(1,0),直线l的方程为y=x-1.设P(x
1,y
1),Q(x
2,y
2),由题设条件得
.由此入手可求出
.
(3)假设在线段OF上存在点M(m,0)(0<m<1),使得以MP,MQ为邻边的平行四边形是菱形.因为直线与x轴不垂直,设直线l的方程为y=k(x-1)(k≠0).由题意知(1+2k
2)x
2-4k
2x+2k
2-2=0.由此可知
.
点评:本题考查圆锥曲线的位置关系,解题时要认真审题,仔细解答.