每日一题[3881]余白米的试炼(64)

如图,在平面直角坐标系 $xOy$ 中,椭圆 $\dfrac{x^{2}}{a^{2}}+\dfrac{y^{2}}{b^{2}}=1(a>b>0)$ 的左、右焦点分别为 $F_{1}(-c,0)$,$F_{2}(c,0)$.已知 $(1,e)$ 和 $\left(e,\dfrac{\sqrt 3}{2}\right)$ 都在椭圆上,其中 $e$ 为椭圆的离心率.

1、求椭圆的离心率.

2、设 $A,B$ 是椭圆上位于 $x$ 轴上方的两点,且直线 $AF_{1}$ 与直线 $BF_{2}$ 平行,$AF_{2}$ 与 $BF_{1}$ 交于点 $P$.

① 若 $|AF_{1}|-|BF_{2}|=\dfrac{\sqrt 6}{2}$,求直线 $AF_{1}$ 的斜率;

② 求证:$|PF_{1}|+|PF_{2}|$ 是定值.

解析

1、$e=\dfrac{\sqrt 2}{2}$;

2、$\dfrac{\sqrt2}{2}$.

椭圆方程为 $\dfrac{x^{2}}{2}+y^{2}=1$,所以 $ep=\dfrac{b^{2}}{a}=\dfrac{1}{\sqrt 2}$.

① 设 $\angle AF_{1}F_{2}=\theta$,则\[|AF_{1}|-|BF_{2}|=\dfrac{ep}{1-e\cos\theta}-\dfrac{ep}{1+e\cos\theta}=\dfrac{ep\cdot 2e\cos\theta}{1-e^{2}\cos^{2}\theta}=\dfrac{\dfrac{1}{\sqrt 2}\cdot \sqrt 2\cdot \cos\theta}{1-\dfrac{1}{2}\cos^{2}\theta}=\dfrac{\sqrt 6}{2},\]即\[\cos^{2}\theta+\dfrac{4}{\sqrt 6}\cos\theta-2,\]解得 $\cos\theta=\dfrac{2}{\sqrt 6}$,于是直线 $AF_{1}$ 的斜率为 $\tan\theta=\dfrac{\sqrt 2}{2}$.

② 设 $|AF_{1}|=\rho_{1}$,$|BF_{2}|=\rho_{2}$,则 $|AF_{2}|=2a-\rho_{1}$,$|BF_{1}|=2a-\rho_{2}$.所以\[\dfrac{|PF_{1}|}{|PB|}=\dfrac{|PA|}{|PF_{2}|}=\dfrac{|AF_{1}|}{|BF_{2}|},\]所以\[\dfrac{|PF_{1}|}{|PF_{1}|+|PB|}=\dfrac{|AF_{1}|}{|AF_{1}|+|BF_{2}|}, \dfrac{|PA|+|PF_{2}|}{|PF_{2}|}=\dfrac{|AF_{1}|+|BF_{2}|}{|BF_{2}|},\]于是\[|PF_{1}|=\dfrac{\rho_{1}}{\rho_{1}+\rho_{2}}(2a-\rho_{2}),\]从而\[|PF_{1}|+|PF_{2}|=\dfrac{2a(\rho_{1}+\rho_{2})-2\rho_{1}\rho_{2}}{\rho_{1}+\rho_{2}}=2a-\dfrac{2}{\dfrac{1}{\rho_{1}+\dfrac{1}{\rho_{2}}}}=2a-ep=\dfrac{3\sqrt 2}{2}\]为定值.

此条目发表在每日一题分类目录,贴了标签。将固定链接加入收藏夹。

发表回复