已知椭圆 $\dfrac {x^2}{a^2}+\dfrac {y^2}{b^2}=1(a>b>0)$ 的左顶点为 $A$,右焦点为 $F(c,0)$,且 $2b,a,c$ 成等比数列.($1$)求椭圆的离心率.
($2$)过点 $F$ 的直线与椭圆相较于 $M,N$ 两点,直线 $AM,AN$ 分别与有准线 $l$ 相较于 $P,Q$ 两点,求证:$\overrightarrow {FP}\cdot \overrightarrow {FQ}$ 为定值.
($2$)过点 $F$ 的直线与椭圆相较于 $M,N$ 两点,直线 $AM,AN$ 分别与有准线 $l$ 相较于 $P,Q$ 两点,求证:$\overrightarrow {FP}\cdot \overrightarrow {FQ}$ 为定值.
【难度】
【出处】
无
【标注】
【答案】
($1$)$\dfrac {\sqrt 2}{2}$
【解析】
因为 $a^2=2bc$,所以 $a^4=4(a^2-c^2)c^2$,则 $4e^4-4e^2+1=0$,解得 $e=\dfrac {\sqrt 2}{2}$.($2$)略\quad 提示:由($1$),设 $M(x_1,y_1),N(x_2,y_2)$,椭圆方程为 $x^2+2y^2-2c^2=0.M,N$ 所在直线为 $y=k(x-c)$,由$$\begin{cases}x^2+2y^2-2c^2=0,\\ y=k(x-c)\end{cases}$$消去 $y$,得$$(2k^2+1)x^2-4k^2cx+2c^2(k^2-1)=0,$$因此$$x_1+x_2=\dfrac {4k^2c}{2k^2+1}\cdot x_1x_2=\dfrac {2c^2(k^2-1)}{2k^2+1}.$$直线 $MA$ 的方程为 $y=\dfrac {y_1}{x_1+a}(x+a)$,可得 $P\left(2c,\dfrac {y_1}{x_1+a}(2c+a)\right)$;直线 $AN$ 的方程为 $y=\dfrac {y_2}{x_2+a}(x+a)$,可得 $Q\left(2c,\dfrac {y_2}{x_2+a}(2c+a)\right)$.因此\[\begin{split}\overrightarrow {FP}&=\left(c,\dfrac {y_1}{x_1+a}(2c+a) \right),\\ \overrightarrow {FQ}&=\left(c,\dfrac {y_2}{x_2+a}(2c+a)\right), \end{split}\]则\[\begin{split}\overrightarrow {FP}\cdot \overrightarrow {FQ}&=c^2+\dfrac {y_1y_2}{(x_1+a)(x_2+a)}(2c+a)^2 \\&=c^2+\dfrac {k^2[x_1x_2-c(x_1+x_2)+c^2]}{x_1x_2+a(x_1+x_2)+a^2}(2c+a)^2, \end{split}\]而\[\begin{split}&k^2[x_1x_2-c(x_1+x_2)+c^2]\\=&k^2\left[\dfrac {2c^2(k^2-1)}{2k^2+1}-\dfrac {4k^2c^2}{2k^2+1}+c^2\right]\\=&\dfrac {-k^2c^2}{2k^2+1}, \end{split}\]\[\begin{split} x_1x_2+a(x_1+x_2)+a^2 &=\dfrac {2c^2(k^2-1)}{2k^2+1}+\dfrac {4k^2ac}{2k^2+1}+a^2\\&=\dfrac {2k^2(a+c)^2}{2k^2+1}, \end{split}\]将上两式及 $a=\sqrt 2c$ 代入 $\overrightarrow {FP}\cdot \overrightarrow {FQ}$ 的表达式,得 $\overrightarrow {FP}\cdot \overrightarrow {FQ}=0$ 为定值.
答案
解析
备注