设椭圆 $C:\dfrac{{{{\text{x}}^2}}}{{{a^2}}} + \dfrac{{{y^2}}}{{{b^2}}} = 1\left(a > b > 0\right)$ 的左焦点为 $ F $,过点 $ F $ 的直线与椭圆 $ C $ 相交于 $ A,B $ 两点,直线 $ l $ 的倾斜角为 $ 60^\circ $,$\overrightarrow {AF} = 2\overrightarrow {FB} $.
【难度】
【出处】
2010年高考辽宁卷(理)
【标注】
  1. 求椭圆 $ C $ 的离心率;
    标注
    答案
    解析
    设 $A\left({x_1},{y_1}\right),B\left({x_2},{y_2}\right)$,由题意知 ${y_1}<0$,${y_2}>0$.
    直线 $ l $ 的方程为 $y = \sqrt 3 \left(x - c\right)$,其中 $c = \sqrt {{a^2} - {b^2}} $.
    联立\[{\begin{cases}
    y = \sqrt 3 \left(x - c\right), \\
    \dfrac{{{x^2}}}{{{a^2}}} + \dfrac{{{y^2}}}{{{b^2}}} = 1, \\
    \end{cases}}\]得\[\left(3{a^2} + {b^2}\right){y^2} + 2\sqrt 3 {b^2}cy - 3{b^4} = 0,\]解得\[{y_1} = \dfrac{{ - \sqrt 3 {b^2}\left(c + 2a\right)}}{{3{a^2} + {b^2}}},{y_2} = \dfrac{{ - \sqrt 3 {b^2}\left(c - 2a\right)}}{{3{a^2} + {b^2}}}.\]因为 $\overrightarrow {AF} = 2\overrightarrow {FB} $,所以 $ - {y_1} = 2{y_2}$.
    即\[\dfrac{{\sqrt 3 {b^2}\left(c + 2a\right)}}{{3{a^2} + {b^2}}} = 2 \cdot \dfrac{{ - \sqrt 3 {b^2}\left(c - 2a\right)}}{{3{a^2} + {b^2}}}.\]得离心率 $e = \dfrac{c}{a} = \dfrac{2}{3}$.
  2. 如果 $|AB|= \dfrac{{15}}{4}$,求椭圆 $ C $ 的方程.
    标注
    答案
    解析
    因为\[\left| {AB} \right| = \sqrt {1 + \dfrac{1}{3}} \left| {{y_2} - {y_1}} \right| ,\]所以\[\dfrac{2}{{\sqrt 3 }} \cdot \dfrac{{4\sqrt 3 a{b^2}}}{{3{a^2} + {b^2}}} = \dfrac{{15}}{4} .\]由 $\dfrac{c}{a} = \dfrac{2}{3}$ 得 $b = \dfrac{{\sqrt 5 }}{3}a$.所以 $\dfrac{5}{4}a = \dfrac{{15}}{4}$,得 $ a=3 $,$b = \sqrt 5 $.
    椭圆 $ C $ 的方程为 $\dfrac{{{x^2}}}{9} + \dfrac{{{y^2}}}{5} = 1$.
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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