已知椭圆 $ {\dfrac{x^2}{a^2}}+{\dfrac{y^2}{b^2}}=1\left(a>b>0\right) $,点 $ P \left({\dfrac{{\sqrt{5}}}{5}}a,{\dfrac{{\sqrt{2}}}{2}}a \right)$ 在椭圆上.
【难度】
【出处】
2012年高考天津卷(文)
【标注】
  1. 求椭圆的离心率;
    标注
    答案
    解析
    因为点 $ P \left({\dfrac{{\sqrt{5}}}{5}}a,{\dfrac{{\sqrt{2}}}{2}}a\right) $ 在椭圆上,故\[ {\dfrac{a^2}{5a^2}}+{\dfrac{a^2}{2b^2}}=1 ,\]可得\[ {\dfrac{b^2}{a^2}}={\dfrac{5}{8}}. \]于是\[ e^2={\dfrac{a^2-b^2}{a^2}}=1-{\dfrac{b^2}{a^2}}={\dfrac{3}{8}}, \]所以椭圆的离心率 $e={\dfrac{{\sqrt{6}}}{4}}$.
  2. 设 $ A $ 为椭圆的左顶点,$ O $ 为坐标原点.若点 $ Q $ 在椭圆上且满足 $ |AQ|=|AO| $,求直线 $ OQ $ 的斜率的值.
    标注
    答案
    解析
    设直线 $ OQ $ 的斜率为 $ k $,则其方程为 $ y=kx $.
    设点 $ Q $ 的坐标为 $ \left(x_0,y_0\right) $,由条件得\[ \begin{cases}y_0=kx_0,\\ {\dfrac{x^2_0}{a^2}}+{\dfrac{y^2_0}{b^2}}=1,\end{cases} \]消去 $ y_0 $ 并整理得\[ x^2_0={\dfrac{a^2b^2}{k^2a^2+b^2}}. \quad \cdots \cdots ① \]由 $ |AQ|=|AO|$,$A\left(-a,0\right) $ 及 $ y_0=kx_0 $,得\[ \left(x_0+a\right)^2+k^2x^2_0=a^2. \]整理得\[ \left(1+k^2\right)x^2_0+2ax_0=0 .\]而 $ x_0\neq 0 $,故 $ x_0={\dfrac{-2a}{1+k^2}} $,代入 $ ① $,整理得\[\left(1+k^2\right)^2=4k^2\cdot {\dfrac{a^2}{b^2}}+4.\]由(1)知 $ {\dfrac{a^2}{b^2}}={\dfrac{8}{5}} $,故\[ \left(1+k^2\right)^2={\dfrac{32}{5}}k^2+4 ,\]即\[ 5k^4-22k^2-15=0 ,\]可得 $k^2=5$.所以直线 $ OQ $ 的斜率 $ k=\pm {\sqrt{5}}$.
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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