已知椭圆 $C:\dfrac{x^2}{a^2}+\dfrac{y^2}{b^2}=1$($a>b>0$)的左、右焦点分别为 $F_1,F_2$,其离心率为 $\dfrac 12$,短轴长为 $2\sqrt 3$.
【难度】
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【标注】
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    解析几何
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    椭圆
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    椭圆的方程
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    椭圆的标准方程
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    解析几何
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    直线与圆锥曲线
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    联立及韦达定理
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    解析几何
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    圆锥曲线的性质证明问题
  1. 求椭圆 $C$ 的标准方程;
    标注
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      解析几何
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      椭圆的标准方程
    答案
    $\dfrac{x^2}{4}+\dfrac{y^2}{3}=1$
    解析
    设椭圆的半焦距为 $c$,根据题意有$$\begin{cases}\dfrac ca=\dfrac 12,\\ 2b=2\sqrt 3,\\ a^2=b^2+c^2.\end{cases}$$解得$$a=2,b=\sqrt 3,c=1.$$故椭圆 $C$ 的方程为 $\dfrac{x^2}{4}+\dfrac{y^2}{3}=1$.
  2. 过点 $F_1$ 的直线 $l_1$ 与椭圆 $C$ 交于 $M,N$ 两点.过点 $F_2$ 的直线与椭圆 $C$ 交于 $P,Q$ 点,且 $l_1\parallel l_2$,求证:四边形 $MNPQ$ 不可能是菱形.
    标注
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      圆锥曲线的性质证明问题
    答案
    解析
    设 $l_1:x=my-1$,$M(x_1,y_1)$,$N(x_2,y_2)$.$l_1$ 与椭圆方程联立得$$(3m^2+4)y^2-6my-9=0,$$所以$$\begin{cases}y_1+y_2=\dfrac{6m}{3m^2+4},\\ y_1y_2=\dfrac{-9}{3m^2+4}\end{cases}$$若四边形 $MNPQ$ 是菱形,则对角线垂直且平分.
    考虑到平行四边形的对称性可知,$MNPQ$ 对角线的交点为点 $O$,则$$OM\perp ON.$$即$$x_1x_2+y_1y_2=(m^2+1)y_1y_2-m(y_1+y_2)+1=0,$$整理得$$12m^2+5=0,$$故 $m$ 不存在,即四边形 $MNPQ$ 不可能是菱形.
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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