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2013 年辽宁预赛 · 第 9 题
F2填空题椭圆
椭圆 a2x2+b2y2=1(a>b>0)的离心率为 23,斜率为 1 且过点 M(b,0) 的直线与椭圆交于 A,B 两点。设 O 为坐标原点,若 OA⋅OB=532cot∠AOB,则该椭圆的方程为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:x2/16+y2/4=1
解析
思路
由离心率先定半轴比例;这条直线恰过一个短轴端点,交点可直接求出。
解答
离心率给 a2=4b2,直线为 y=x−b。代入椭圆得 x(5x−8b)=0,两点可记为 A=(8b/5,3b/5),B=(0,−b)。因此 OA⋅OB=−3b2/5,两向量叉积的绝对值为 8b2/5,所以 cot∠AOB=−3/8。代题设得 −3b2/5=(32/5)(−3/8),即 b2=4。故方程为 x2/16+y2/4=1。
复核
两向量不平行,夹角为钝角,余切严格负;本题没有点积为零的遗漏分支。将 b=2 代回可逐项验证原式。
方法总结
含角余切与点积的条件,可用点积除以叉积绝对值处理,先判断分母与角的锐钝。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
离心率先固定半轴比例,识别已知线上的短轴端点,再联立求另一点并用数量积与余切恢复尺度。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:用点积和叉积表示夹角、建直角坐标系解几何题
专题卡:直线截椭圆求弦长、交点:联立方程,用韦达定理算两根之和与积、角度、距离与面积的向量翻译