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2008 年山西预赛 · 第 13 题
F3解答题椭圆
直线 x+y=1 交椭圆
a2x2+b2y2=1
于 A,B 两点,C 是线段 AB 的中点。若 ∣AB∣=22,直线 OC 的斜率 kOC=21,求椭圆的方程。
作答
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
解析
思路
根和直接给弦中点;中点方向先锁定半轴平方比,再用根差恢复尺度。
解答
记 A=a2,B=b2,T=A+B。将 y=1−x 代入椭圆,韦达给中点 C=(A/T,B/T),故 B/A=1/2。交点横坐标差的平方为 4AB(T−1)/T2。弦斜率为负一,所以弦长平方是该数的两倍。代入 ∣AB∣2=8,得到 AB(T−1)=T2。令 r=B/A=1/2,则 T=1+(1+r)2/r,从而 A=3,B=3/2。故 x2/3+y2/(3/2)=1。
复核
代回可得横坐标差平方为四,弦长为 22。中点横坐标正,原给的斜率有定义;两半轴平方正且横轴较长。
方法总结
中点弦的方向条件常先确定轴比,长度条件再确定整体尺度。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
弦中点方向先锁定半轴平方比,再由交点根差和弦长条件恢复尺度。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:韦达定理:根的整体关系
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