已知椭圆 $C:\dfrac{x^2}{a^2}+\dfrac{y^2}{b^2}=1(a>b>0)$ 的离心率 $e=\dfrac{\sqrt{2}}{2}$,直线 $y=2x-1$ 与 $C$ 交于 $A,B$ 两点,且 $|AB|=\dfrac{8}{9}\sqrt{5}$.
【难度】
【出处】
2018年全国高中数学联赛贵州省预赛
【标注】
  • 知识点
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    解析几何
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    椭圆
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    椭圆的方程
  • 知识点
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    解析几何
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    直线与圆锥曲线
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    面积计算
  1. 求椭圆 $C$ 的方程;
    标注
    • 知识点
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      解析几何
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      椭圆
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      椭圆的方程
    答案
    $\dfrac{x^2}{2}+y^2=1$
    解析
    由 $e=\dfrac{\sqrt{2}}{2}$ 得 $a=\sqrt{2}c=\sqrt{2}b$,所以椭圆的方程为 $x^2+2y^2-2b^2=0$.由 $\begin{cases}x^2+2y^2-2b^2=0\\
    y=2x-1\\
    \end{cases}$ 得 $9x^2-8x+(2-2b^2)=0$.所以 $\Delta=64-36(2-2b^2)$.由 $|AB|=\dfrac{8}{9}\sqrt{5}$,得 $\sqrt{1+2^2}\dfrac{\sqrt{\Delta}}{9}=\dfrac{8\sqrt{5}}{9}$,即 $b^2=1$.所以椭圆 $C$ 的方程为 $\dfrac{x^2}{2}+y^2=1$.
  2. 过点 $M(2,0)$ 的直线 $l$(斜率不为零)与椭圆 $C$ 交于不同的两点 $E,F$($E$ 在点 $F,M$ 之间),记 $\lambda=\dfrac{S_{\triangle OME}}{S_{\triangle OMF}}$,求 $\lambda$ 的取值范围.
    标注
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      解析几何
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      直线与圆锥曲线
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      面积计算
    答案
    $0<\lambda<3+2\sqrt{2}$ 且 $\lambda\ne 1$
    解析
    设 $l:x=my+2$,且 $E(x_1,y_1),F(x_2,y_2)$.由 $\begin{cases}x^2+2y^2-2=0\\
    x=my+2\\
    \end{cases}$ 得 $(m^2+2)y^2+4my+2=0$.所以由 $\Delta>0$,解得 $m^2>2$,且 ${{y}_{1}}+{{y}_{2}}=-\dfrac{4m}{{{m}^{2}}+2},{{y}_{1}}{{y}_{2}}=\dfrac{2}{{{m}^{2}}+2}$.① 由 $\lambda=\dfrac{S_{\triangle OME}}{S_{\triangle OMF}}=\dfrac{\dfrac{1}{2}\times OM\times y_1}{\dfrac{1}{2}\times OM \times y_2}$ 得,$y_1=\lambda y_2$.②
    由 ①② 得 $\dfrac{\lambda}{{{\left( 1+\lambda \right)}^{2}}}=\dfrac{{{m}^{2}}+2}{8{{m}^{2}}}=\dfrac{1}{8}+\dfrac{1}{4{{m}^{2}}}$.所以 $\dfrac{1}{8}<\dfrac{\lambda}{{{\left( 1+\lambda \right)}^{2}}}<\dfrac{1}{4}$,解得 $0<\lambda<3+2\sqrt{2}$ 且 $\lambda\ne 1$.
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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