专题地图 › 椭圆
2020 年全国高中数学联赛一试(B 卷) · 第 9 题
F3解答题椭圆
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 tan∠ABF1⋅tan∠ABF2。
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
数量积关系先确定半轴比,角的正切用两向量叉积与点积之比直接算,保留钝角负号。
解答
设 A=(a,0),B=(0,b),F1=(−c,0),F2=(c,0),其中 a>b>0,c2=a2−b2。题设给 a2+b2−2c2=0,故 a2=3b2,c2=2b2。在B处两组向量为 (a,−b) 与 (−c,−b)、(c,−b)。相应叉积绝对值为 b(a+c)、b(a−c),点积为 b2−ac、b2+ac。因此正切积 b2(a2−c2)/(b4−a2c2)=b4/(b4−6b4)=−1/5。
复核
a大于c且b正,两叉积非零,两个点积都不为0;第一个角为钝角,其正切负,不能把点积也取绝对值。换焦点顺序或选对称顶点不改变积。
方法总结
从坐标向量算角的正切,分子为非负叉积长度,分母点积必须保留符号。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
数量积关系先确定半轴比,角的正切用两向量叉积与点积之比直接算,保留钝角负号。
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、用点积和叉积表示夹角
专题卡:角度、距离与面积的向量翻译