设椭圆 $E$ 的方程为 $\dfrac{x^2}{a^2}+\dfrac{y^2}{b^2}=1$($a>b>0$),点 $O$ 为坐标原点,点 $A$ 的坐标为 $\left(a,0\right)$,点 $B$ 的坐标为 $\left(0,b\right)$,点 $M$ 在线段 $AB$ 上,满足 $ \left|BM \right|=2 \left|MA \right|$,直线 $OM$ 的斜率为 $\dfrac{\sqrt5}{10}$.
【难度】
【出处】
2015年高考安徽卷(理)
【标注】
  1. 求 $E$ 的离心率 $e$;
    标注
    答案
    $e=\dfrac{2\sqrt5}{5}$.
    解析
    先利用数乘向量表示出点 $M$ 的坐标,再根据斜率的值得出 $a$ 与 $b$ 的关系表达式,最后利用椭圆的性质解出答案.设 $ M\left(x_M,y_M\right)$.由题设条件知,$ \overrightarrow {BM}=2\overrightarrow {BA} $,所以\[\left(x_M,y_M-b\right)\overset {\left[a\right]}=2\left(a-x_M,-y_M\right),\](推导中用到 $\left[a\right]$.)得 $x_M=\dfrac23a$,$y_M=\dfrac13b$.故 $M$ 的坐标为 $\left(\dfrac23a,\dfrac13b\right)$,又 $k_{OM}=\dfrac{\sqrt5}{10}$,从而 $\dfrac{b}{2a}=\dfrac{\sqrt5}{10}$.进而得 $a=\sqrt5b$,$c=\sqrt{a^2-b^2}=2b$,故 $e=\dfrac ca=\dfrac{2\sqrt5}{5}$.
  2. 设点 $C$ 的坐标为 $\left(0,-b\right)$,$N$ 为线段 $AC$ 的中点,点 $N$ 关于直线 $AB$ 的对称点的纵坐标为 $\dfrac72$,求 $E$ 的方程.
    标注
    答案
    椭圆 $E$ 的方程为 $\dfrac{x^2}{45}+\dfrac{y^2}{9}=1$.
    解析
    通过点关于直线对称建立等式求解即可.由题设条件和(1)的计算结果可得,直线 $AB$ 的方程为\[\dfrac{x}{\sqrt5b}+\dfrac yb=1.\]$N$ 的坐标为 $\left(\dfrac{\sqrt5}{2}b,-\dfrac12b\right)$.设点 $N$ 关于直线 $AB$ 的对称点 $S$ 的坐标为 $\left(x_1,\dfrac72\right)$,则线段 $NS$ 的中点 $T$ 的坐标为 $\left(\dfrac{\sqrt5}{4}b+\dfrac{x_1}{2},-\dfrac14b+\dfrac74\right)$.又点 $T$ 在直线 $AB$ 上,且 $k_{NS}\cdot k_{AB}=-1$,从而有\[\begin{cases}
    \dfrac{\dfrac{\sqrt5}{4}b+\dfrac{x_1}{2}}{\sqrt5b}+\dfrac{-\dfrac14b+\dfrac74}{b}=1,\\\dfrac{\dfrac72+\dfrac12b}{x_1-\dfrac{\sqrt5}{2}b}=\sqrt5,
    \end{cases}\]解得\[b=3 .\]所以 $a=3\sqrt5$,故椭圆 $E$ 的方程为 $\dfrac{x^2}{45}+\dfrac{y^2}{9}=1$.
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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