已知椭圆 $C_1:\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1(a>b>0)$ 的右焦点 $F$ 为抛物线 $C_2$ 的焦点重合,$C_1$ 的中心与 $C_2$ 的顶点重合.过 $F$ 且与 $x$ 轴垂直的直线 交 $C_1$ 于 $A,B$ 两点,交 $C_2$ 于 $C,D$ 两点,且 $|CD|=\frac{4}{3}|AB|$.
【难度】
【出处】
2020高考全国(Ⅱ)卷(理)
【标注】
  • 知识点
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    解析几何
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    椭圆
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    椭圆的几何量
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    椭圆的基本量
  • 知识点
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    解析几何
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    椭圆
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    椭圆的定义
    >
    椭圆的第一定义
  • 知识点
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    解析几何
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    抛物线
    >
    抛物线的定义
  1. 求 $C_1$ 的离心率;
    标注
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      解析几何
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      椭圆
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      椭圆的几何量
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      椭圆的基本量
    答案
    $\frac{1}{2}$
    解析
    解:由已知可设 $C_2$ 的方程为 $y^2=4cx$,其中 $c=\sqrt{a^2-b^2}.$
    不妨设 $A,C$ 在第一象限,由题设的 $A<B$ 的纵坐标分别为 $\frac{b^2}{a},-\frac{b^2}{a}$;$C,D$ 的纵坐标分别为 $2c,-2c$,故 $|AB|=\frac{2b^2}{a}$,$|CD|=4c.$
    由 $|CD|=\frac{4}{3}|AB|$ 得 $4c=\frac{8b^2}{3a}$,即 $3\times\frac{c}{a}=2-2(\frac{c}{a})^2$.解得 $\frac{c}{a}=-2$(舍去),$\frac{c}{a}=\frac{1}{2}.$
    所以 $C_1$ 的离心率为 $\frac{1}{2}.$
  2. 设 $M$ 是 $C_1$ 与 $C_2$ 的公共点,若 $|MF|=5$,求 $C_1$ 与 $C_2$ 的标准方程.
    标注
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      椭圆
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      椭圆的定义
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      抛物线
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      抛物线的定义
    答案
    $C_1$ 的标准方程为 $\frac{x^2}{36}+\frac{y^2}{27}=1$,$C_2$ 的标准方程为 $y^2=12x$
    解析
    解:由(1)知 $a=2c,b=\sqrt3c$,故 $C_1:\frac{x^2}{4c^2}+\frac{y^2}{3c^2}=1.$
    设 $M(x_0,y_0)$,则 $\frac{{x_0}^2}{4c^2}+\frac{y_0^2}{3c^2}=1.y_0=4cx_0$,故
    $\frac{x_0^2}{4c^2}+\frac{4x_0}{3c}=1. $ ①
    由于 $C_2$ 的准线为 $x=-c$,所以 $|MF|=x_0+c$,而 $|MF|=5$,故 $x_0=5-c$,代入 ① 得
    $\frac{(5-c)^2}{4c^2}+\frac{4(5-c)}{3c}=1$,即 $c^2-2c-3=0$,解得 $c=-1$(舍去),$c=3.$
    所以 $C_1$ 的标准方程为 $\frac{x^2}{36}+\frac{y^2}{27}=1$,$C_2$ 的标准方程为 $y^2=12x.$
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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