平面直角坐标系 $xOy$ 中,已知椭圆 $C:\dfrac{x^2}{a^2}+\dfrac{y^2}{b^2}=1(a>b>0)$ 的离心率为 $\dfrac{\sqrt 3}2$,左、右焦点分别是 $F_1$、$F_2$.以 $F_1$ 为圆心,以 $3$ 为半径的圆与以 $F_2$ 为圆心,以 $1$ 为半径的圆相交,且交点在椭圆 $C$ 上.
【难度】
【出处】
【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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    坐标变换
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    坐标系下的伸缩变换
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    直线与圆锥曲线
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    面积计算
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    圆锥曲线的弦长与面积问题
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    解析几何
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    圆锥曲线中的参数取值及范围问题
  1. 求椭圆 $C$ 的方程;
    标注
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      椭圆的标准方程
    答案
    $\dfrac{x^2}4+y^2=1$
    解析
    显然椭圆 $C$ 的长轴长为 $4$,于是方程为 $\dfrac{x^2}4+y^2=1$.
  2. 设椭圆 $E:\dfrac{x^2}{4a^2}+\dfrac{y^2}{4b^2}=1$,$P$ 为椭圆 $C$ 上任意一点,过点 $P$ 的直线 $y=kx+m$ 交椭圆 $E$ 于 $A$、$B$ 两点,射线 $PO$ 交椭圆 $E$ 于点 $Q$.
    ① 求 $\dfrac{|OQ|}{|OP|}$ 的值;
    ② 求 $\triangle ABQ$ 面积的最大值.
    标注
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      圆锥曲线中的参数取值及范围问题
    答案
    ① $2$;② $6\sqrt 3$
    解析
    ① $2$;
    ② 如图,将椭圆 $C$ 和椭圆 $E$ 伸缩变换为圆 $C':x^2+y^2=4$ 和圆 $E':x^2+y^2=16$.设变换后 $AB$ 与 $PQ$ 所成角为 $\theta$,原点 $O$ 到直线 $AB$ 距离为 $d$,则\[S_{\triangle QAB}=\dfrac 12\sin\theta \cdot AB\cdot PQ=\dfrac 12 \cdot \dfrac{d}2\cdot 2\sqrt{4^2-d^2}\cdot 6=3\sqrt{d^2\left(16-d^2\right)},\]由于 $0\leqslant d^2\leqslant 4$,于是当 $d^2=4$ 时,三角形 $QAB$ 的面积取得最大值为 $12\sqrt 3$.于是变换前三角形 $QAB$ 面积的最大值为 $6\sqrt 3$.
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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