【考题20】 设A、B分别为椭圆的左、右顶点,椭圆长半轴的长等于焦距

2022-04-18 22:50:08   文档大全网     [ 字体:小 中 大 ] [ 阅读: ]

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椭圆,别为,半轴,焦距,考题
九头鸟解评——

湖北卷理科数学(10)



【前言】 解析几何年年都有一个大题出现,今年是椭圆,看起来是一道常规题,但对运算

能力的要求非常高,尤其是第(Ⅱ)问,可用多种方法来解它,无论解法如何,恐怕都难逃准确计算这一关.

x2y2

【考题20】 设A、B分别为椭圆221(a,b0)的左、右顶点,椭圆长半轴的长等...

ab

于焦距,且x=4为它的右准线.

(Ⅰ)求椭圆的方程;

(Ⅱ)设P为右准线上不同于点(4,0)的任意一点,若直线AP、BP分别与椭圆相交于异于A、B的点M、N,证明点B在以MN为直径的圆内. (此题不要求在答题卡上画图)

【分析1】 题目虽然不要求画图,但我们在做题时, 是要做到心中有图的,不妨把它画出来.如图(1).

【解答1】 (Ⅰ)依题意得

a2c,

a2,2

解得从而b3, a4,c1.c

故椭圆方程为

xy1. 43

22

图(1)

【分析2】 由平面几何知识,直径所对的圆周角为90°,

如图(2),即∠MQ1N=90°,那么圆内的点Q与直径的连线 所组成的角∠MQN>90°,而圆外的点Q2与直径MN的连线 所成的角MQ2N所成的∠MQ2N<90°.

【解答2】 (Ⅱ)由(Ⅰ)得A(-2,0),B(2,0).设M(x0,y0). ∵M点在椭圆上, ∴y0

2

32(4x0). ① 4

又M点异于顶点A、B,∴-20<2. 由P、A、M三点共线可得P(4,

图(2)

6y0

).

x02

从而BM=(x0-2,y0),BP(2,

6y0

). x02


26y022

BP2x04(x043y0) ② ∴BM·

x02x02

BP将①式代入②式化简得BM·

5

(2x0). 2

∵2-x0>0,∴BM·BP>0.于是∠MBP为锐角,从而∠MBN为钝角,故点B在以MN为直径的圆内.

【分析3】 在解答2的思想方法启发下,不用向量工具,情况如何呢?

【解答3】由(Ⅰ)得A(-2,0),B(2,0). 设P(4,λ)(λ≠0),M(x1,y1),N(x2,y2). 则直线AP的方程为y=



(x+2),直线BP的方程为y=(x-2). 62

∵点M、N分别在直线AP、BP上,

2

∴y1=(x1+2),y2=(x2-2),从而y1y2=(x1+2)(x2+2) ③

6212

y(x2),6联立 消去y得(27+λ2)x2+4λ2x+4(λ2-27)=0.

22

xy1.34

∵x1,-2是方程的两根,∴(-2)·x1=

4(227)27

2

,即x1

2(272)27

2

④

又BM··(x2-2,y2)=(x1-2)(x2-2)+y1y2 ⑤ BN=(x1-2,y1)于是由③、④式代入⑤式化简可得BM·BN∵N点在椭圆上,且异于顶点A、B, ∴x2-2<0,又∵λ≠0,∴

5227

2

(x2-2).

5227

2

>0,从而BM·BN<0

故∠MBN为钝角,即点B在以MN为直径的圆内.

【分析4】 设而不求是解析几何常用的方法,本题也不例外,运用“点到圆心的距离小于半径,则点在圆内”判断.

【解答4】由(Ⅰ)得A(-2,0),B(2,0).设M(x1,y1),N (x2,y2). 则-21<2,-22<2.


xx2y1y2

又MN的中点Q的坐标为1,,



2

2



11xx2yy222

2,1∴|BQ|2-|MN|2=1(x1x2)(y1y2).

4422

化简得|BQ|2-2

2



1

|MN|2=(x1-2)(x2-2)+y1y2 ⑥ 4

直线AP的方程为y=

y1y2

(x2),直线BP的方程为y=(x2). x12x22

∵点P在准线x=4上, ∴

6y12y23(x22)y1

⑦ ,即y2

x12x22x12

22

x1y1322

又∵M点在椭圆上,∴1,即y1(4x1) ⑧

434

于是将⑦、⑧式代入化简可得|BQ|2-

15

|MN|2=(2-x1)(x2-2)<0. 44

从而B在以MN为直径的圆内.



【点评】 本题的考点常规,但所用的思想方法不一定常见. 第(Ⅰ)问一般考生都能得分,可第(Ⅱ)问就是有区分度了.解法1用的是向量的方法,简单易懂,但不容易想到;解法2与解法1是一样的思想,只是少了向量这一工具,计算复杂了一些;解法3可能是大众考生的想法,用此法,对计算能力的要求很高.

作为“压轴题”的第20题,设计上应该有这样的梯度,否则就难以得到相应的区分度.


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