如图,$O$ 为坐标原点,椭圆 ${C_1}:\dfrac{x^2}{a^2}+ \dfrac{y^2}{b^2}= 1$($a > b > 0$)的左、右焦点分别为 ${F_1},{F_2}$,离心率为 ${e_1}$;双曲线 ${C_2}:\dfrac{x^2}{a^2}- \dfrac{y^2}{b^2}= 1$ 的左、右焦点分别为 ${F_3},{F_4}$,离心率为 ${e_2}$.已知 ${e_1}{e_2}= \dfrac{\sqrt 3}{2}$,且 $\left|{{F_2}{F_4}}\right| = \sqrt 3 - 1$.
【难度】
【出处】
2014年高考湖南卷(理)
【标注】
  • 知识点
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    解析几何
    >
    椭圆
    >
    椭圆的方程
    >
    椭圆的标准方程
  • 知识点
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    解析几何
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    双曲线
    >
    双曲线的方程
    >
    双曲线的标准方程
  • 题型
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    解析几何
    >
    圆锥曲线的弦长与面积问题
  • 知识点
    >
    解析几何
    >
    坐标变换
    >
    坐标系下的伸缩变换
  1. 求 ${C_1},{C_2}$ 的方程;
    标注
    • 知识点
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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
    • 知识点
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      解析几何
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      双曲线
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      双曲线的方程
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      双曲线的标准方程
    答案
    椭圆 $C_1$ 的方程为 $\dfrac{x^2}2+y^2=1$,双曲线 $C_2$ 的方程为 $\dfrac{x^2}2-y^2=1$
    解析
    根据题意,有$$\dfrac{\sqrt{a^2-b^2}}a\cdot\dfrac{\sqrt{a^2+b^2}}a=\dfrac {\sqrt 3}2,\sqrt{a^2+b^2}-\sqrt{a^2-b^2}=\sqrt 3-1,$$解得 $a=\sqrt 2$,$b=1$,因此椭圆 $C_1$ 的方程为 $\dfrac{x^2}2+y^2=1$,双曲线 $C_2$ 的方程为 $\dfrac{x^2}2-y^2=1$.
  2. 过 ${F_1}$ 作 ${C_1}$ 的不垂直于 $y$ 轴的弦 $AB$,$M$ 为弦 $AB$ 的中点.当直线 $OM$ 与 ${C_2}$ 交于 $P,Q$ 两点时,求四边形 $APBQ$ 面积的最小值.
    标注
    • 题型
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      解析几何
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      圆锥曲线的弦长与面积问题
    • 知识点
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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
    答案
    四边形 $APBQ$ 面积的最小值为 $2$
    解析
    如图,作伸缩变换 $\begin{cases} x'=x,\\ y'=\sqrt 2 y,\end{cases}$ 则椭圆变为圆 $x'^2+y'^2=2$,双曲线变为 $x'^2-y'^2=2$.此时 $A'B'\perp P'Q'$,因此四边形 $A'P'B'Q'$ 的面积$$S_{A'P'B'Q'}=\dfrac 12|A'B'|\cdot |P'Q'|,$$当 $A'B'\perp x'$ 轴时,线段 $A'B'$ 和线段 $P'Q'$ 的长度同时取得最小值,从而此时 $S_{A'P'B'Q'}$ 最小,为 $\dfrac 12\cdot 2\cdot 2\sqrt 2=2\sqrt 2$.于是四边形 $APBQ$ 面积的最小值为 $\dfrac{1}{\sqrt 2}\cdot 2\sqrt 2=2$.
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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