已知椭圆 $\dfrac{x^2}{a^2}+\dfrac{y^2}{b^2}=1$($a>b>0$)的离心率 $e=\dfrac 12$,过焦点且垂直于 $x$ 轴的直线被椭圆截得的线段长为 $3$.
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    解析几何中的计算技巧
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    化齐次联立
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    圆锥曲线的性质证明问题
  1. 求椭圆的方程;
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    答案
    $\dfrac{x^2}4+\dfrac{y^2}3=1$
    解析
    根据题意,通径长 $\dfrac{2b^2}{a}=3$,于是椭圆的方程为 $\dfrac{x^2}4+\dfrac{y^2}3=1$.
  2. 斜率为 $\dfrac 12$ 的动直线 $l$ 与椭圆交于 $A,B$ 两点,在平面上是否存在定点 $P$,使得当直线 $PA$ 与直线 $PB$ 的斜率均存在时,斜率之和是与 $l$ 无关的常数?若存在,求出所有满足条件的定点 $P$ 的坐标;若不存在,请说明理由.
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      圆锥曲线的性质证明问题
    答案
    $\left(1,\dfrac 32\right)$ 或 $\left(-1,-\dfrac 32\right)$
    解析
    设 $l:y=\dfrac 12x+t$,与椭圆方程联立得$$x^2+tx+t^2-3=0.$$设 $A\left(x_1,\dfrac 12x_1+t\right),B\left(x_2,\dfrac 12x_2+t\right)$,则有$$x_1+x_2=-t,x_1x_2=t^2-3.$$直线 $PA,PB$ 的斜率之和\[\begin{split} k_{PA}+k_{PB}=&\dfrac {\left(m-\dfrac 12x_1-t\right)(m-x_2)+\left(n-\dfrac 12x_2-t\right )(m-x_1)}{(m-x_1)(m-x_2)}\\=&\dfrac {\left(n-\dfrac 32m\right )t+2mn-3}{t^2+mt+m^2-3}.\end{split}\]当 $n=\dfrac 32m,2mn=3$ 时斜率的和恒为 $0$,解得\[\begin{cases} m=1,\\n=\dfrac 32.\end{cases}\lor\begin{cases} m=-1,\\n=-\dfrac 32.\end{cases}\]综上所述,所有满足条件的定点 $P$ 的坐标为 $\left(1,\dfrac 32\right)$ 或 $\left(-1,-\dfrac 32\right)$.
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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