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2015 年辽宁预赛 · 第 12 题
F2填空题椭圆
设 F1,F2 为椭圆 C 的两个焦点,若 AB 为椭圆一条过点 F2 的弦,且在 △F1AB 中,∣F1A∣=3,∣AB∣=4,∣BF1∣=5,则
tan∠F2F1B=。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:71
解析
提示
弦经过内部焦点,先用椭圆距离和相等及弦长固定求出焦点把弦分成的两段。
思路
已知三边为三、四、五,另一个焦点与弦组成直角三角形,目标角可拆成两个锐角的差,分别用边比求正切后套差角公式。
复核
焦点 F2 在弦 AB 内部,且由椭圆定义
AF1+AF2=BF1+BF2,AF2+BF2=4,
得 AF2−BF2=2,故 AF2=3,BF2=1。又 AF12+AB2=BF12,所以 AF1⊥AB。置 α=∠AF1F2,β=∠AF1B,则 tanα=3/3=1,tanβ=4/3,且 0<α<β<π/2。于是
tan∠F2F1B=tan(β−α)=1+4/34/3−1=71.
构型确实存在:取 A=(0,0),B=(4,0),F1=(0,3),F2=(3,0),共同焦半径和为6,大于两焦点距离 32,给出合法椭圆。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
用椭圆焦距和先确定焦点在弦内的分段,再在直角三角形中求两个角的正切;相减前须按点序确定角的方向。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:圆锥曲线的焦半径与准线距离、三角恒等变形
专题卡:焦点定义与焦点三角形