已知椭圆 $\dfrac {x^2}{a^2}+\dfrac {y^2}{b^2}=1(a>b>0)$ 的左焦点为 $F(-c,0)$,右顶点为 $A$,点 $E$ 的坐标为 $(0,c)$,$\triangle EFA$ 的面积为 $\dfrac {b^2}{2} $.
【难度】
【出处】
无
【标注】
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求椭圆的离心率;标注答案$\dfrac 12$解析根据题意,有\[\dfrac 12\cdot (a+c)\cdot c=\dfrac 12b^2,\]从而 $a=2c$,离心率为 $\dfrac 12$.
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设点 $Q$ 在线段 $AE$ 上,$|FQ|=\dfrac 32c$,延长线段 $FQ$ 与椭圆交于点 $P$,点 $M$,$N$ 在 $x$ 轴上,$PM \parallel QN$,且直线 $PM$ 与直线 $QN$ 间的距离为 $c$,四边形 $PQNM$ 的面积为 $3c$.
(i)求直线 $FP$ 的斜率;
(ii)求椭圆的方程.标注答案(i)$\dfrac{3}{4}$;(ii)$\dfrac{x^2}{16}+\dfrac{y^2}{12}=1$解析如图.(i)根据题意,有 $A(2c,0)$,$E(0,c)$,$FQ=\dfrac 32c$,设 $\angle QFA=\theta$,则由 $E,Q,A$ 共线,可得\[\dfrac{\dfrac 32c\sin\theta}{\dfrac 32c\cos\theta-3c}=\dfrac{c}{-2c},\]解得 $\tan\theta=\dfrac 34$,直线 $FP$ 的斜率为 $\dfrac 34$.
(ii)由(i)可得 $Q\left(\dfrac 15c,\dfrac{9}{10}c\right)$.根据焦半径公式II,有\[PF=\dfrac{b^2}{a-c\cos\theta}=\dfrac{3c^2}{2c-\dfrac 45c}=\dfrac 52c,\]因此 $P\left(c,\dfrac 32c\right)$.注意到 $PQ=c$,于是 $PM,QN$ 均与 $PF$ 垂直,进而四边形 $PQNM$ 的面积\[\begin{split}S_{PQNM}&=S_{\triangle MPF}-S_{\triangle NQF}\\
&=\dfrac 12FP^2\tan\theta-\dfrac 12FQ^2\tan\theta\\
&=\dfrac 12\cdot \dfrac 34\cdot \left[\left(\dfrac 52c\right)^2-\left(\dfrac 32c\right)^2\right]\\
&=\dfrac {3c^2}2,\end{split}\]从而 $c=2$,椭圆的方程为 $\dfrac{x^2}{16}+\dfrac{y^2}{12}=1$.
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