题目内容

已知椭圆W:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的短轴长为2
2
,且斜率为
3
的直线l1过椭圆W的焦点及点(0,-2
3
).
(Ⅰ)求椭圆W的方程;
(Ⅱ)已知直线l2过椭圆W的左焦点F,交椭圆于点P、Q.
(ⅰ)若满足
OP
•
OQ
•tan∠POQ=4(O为坐标原点),求△POQ的面积;
(ⅱ)若直线l2与两坐标轴都不垂直,点M在x轴上,且使MF为∠PMQ的一条角平分线,则称点M为椭圆W的“特征点”,求椭圆W的特征点.
考点:直线与圆锥曲线的综合问题
专题:圆锥曲线中的最值与范围问题
分析:(Ⅰ)直线l的方程为y=
3
x-2
3
,由此求出c=2,又椭圆W的短轴长为2
2
,由此能求出椭圆W的方程.(Ⅱ)(ⅰ)由
OP
•
OQ
•tan∠POQ=4
,得|
OP
|•|
OQ
|•sin∠POQ=4
,由此能求出△POQ的面积.(ⅱ)设特征点M(m,0),左焦点为F(-2,0),设直线PQ的方程为x=
y
k
-2
,由
x=
y
k
-2
x2
6
+
y2
2
=1
,得(
1
k2
+3)y2-
4y
k
-2=0
,由此利用韦达定理结合已知条件能求出椭圆C的特征点.
解答: 解:(Ⅰ)由题意可知,直线l的方程为y=
3
x-2
3
,…(1分)
∵直线l过椭圆W的焦点,∴该焦点坐标为(2,0)∴c=2…(2分)
又椭圆W的短轴长为2
2
,∴b=
2
,
∴a2=b2+c2=4+2=6…(3分)
∴椭圆W的方程为
x2
6
+
y2
2
=1
.…(4分)
(Ⅱ)(ⅰ)∵
OP
•
OQ
•tan∠POQ=4

∴|
OP
|•|
OQ
|•cos∠POQ•tan∠POQ=|
OP
|•|
OQ
|•sin∠POQ=4
,…(6分)
∴S△POQ=
1
2
•|
OP
|•|
OQ
|•sin∠POQ=
1
2
×4=2
.…(8分)
(ⅱ)设特征点M(m,0),左焦点为F(-2,0),
设直线PQ的方程为x=
y
k
-2
,
由
x=
y
k
-2
x2
6
+
y2
2
=1
,消去x得(
1
k2
+3)y2-
4y
k
-2=0

设P(x1,y1),Q(x2,y2),
则y1+y2=-
4k
3k2+1
,y1•y2=
-2k2
3k2+1
…(10分)
∵MF为∠PMQ的一条角平分线,
∴kPM+kQM=0,即
y1
x1-m
+
y2
x2-m
=0
…(12分)
又x1=
y1
k
-2
,x2=
y2
k
-2
,
代入上式可得
2
k
y1y2-2(y1+y2)-m(y1+y2)=0

∴
2
k
(
-2k2
1+3k2
)-(2+m)(
4k
1+3k2
)=0
,解得m=-3
∴椭圆C的特征点为M(-3,0).…(14分)
点评:本题考查椭圆方程的求法,考查三角形面积的求法,考查椭圆的特征点的求法,解题时要认真审题,注意函数与方程思想的合理运用.
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