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2020 年全国高中数学联赛一试(A 卷) · 第 2 题
F2填空题椭圆
在椭圆 Γ 中,A 为长轴的一个端点,B 为短轴的一个端点,F1,F2 为两个焦点。若 AF1⋅AF2+BF1⋅BF2=0,求 ∣AB∣/∣F1F2∣。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
解析
思路
标准坐标中展开两个数量积,得到半轴与焦距的齐次关系。
解答
设半轴为a、b,半焦距c,其中 a>b>0,c2=a2−b2。取 A=(a,0),B=(0,b),F1=(−c,0),F2=(c,0),数量积和为 (a2−c2)+(b2−c2)=a2+b2−2c2,所以 a2+b2=2c2。于是 ∣AB∣/∣F1F2∣=a2+b2/(2c)=2/2。
复核
由c关系还得a平方为3b平方,非退化椭圆确可实现;换两个端点或交换焦点不改变数量积和和目标。
方法总结
椭圆对称端点的数量积条件适合标准坐标直接展开。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
标准坐标中展开两个数量积,得到半轴与焦距的齐次关系。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:建直角坐标系解几何题
专题卡:焦点定义与焦点三角形