题目内容

19.已知B1,B2是椭圆$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1(a>b>0)$短轴上的两个端点,O为坐标原点,点A是椭圆长轴上的一个端点,点P是椭圆上异于B1,B2的任意一点,点Q与点P关于y轴对称,给出以下命题,其中所有正确命题的序号是①④⑤
①当P点的坐标为$(-\frac{2a}{3},\frac{a}{3})$时,椭圆的离心率为$\frac{{2\sqrt{5}}}{5}$
②直线PB1,PB2的斜率之积为定值$-\frac{a^2}{b^2}$
③$\overrightarrow{P{B_1}}•\overrightarrow{P{B_2}}<0$
④$\frac{{P{B_2}}}{{sin∠P{B_1}{B_2}}}$的最大值为$\frac{{{a^2}+{b^2}}}{a}$
⑤直线PB1,QB2的交点M在双曲线$\frac{y^2}{b^2}-\frac{x^2}{a^2}=1$上.

分析 对5个命题分别进行判断,即可得出结论.

解答 解:①当P点的坐标为$(-\frac{2a}{3},\frac{a}{3})$时,$\frac{4}{9}+\frac{{a}^{2}}{9{b}^{2}}$=1,∴a=$\sqrt{5}$b,∴c=2b,∴椭圆的离心率为$\frac{{2\sqrt{5}}}{5}$,正确;
②设P(x0,y0),则PB1,PB2的斜率之积为$\frac{{y}_{0}+b}{{x}_{0}}•\frac{{y}_{0}-b}{{x}_{0}}$=-$\frac{{b}^{2}}{{a}^{2}}$,因此不正确;
③∵点P在圆x2+y2=b2外,∴x02+y02-b2>0,∴$\overrightarrow{P{B}_{1}}•\overrightarrow{P{B}_{2}}$=(-x0,-b-y0)•(-x0,b-y0)=x02+y02-b2>0,不正确;
④当点P在长轴的顶点上时,∠B1PB2最小且为锐角,设△PB1B2的外接圆半径为r,由正弦定理可得:2r=$\frac{2b}{sin∠{B}_{1}P{B}_{2}}$≤$\frac{\frac{2b}{2ab}}{{a}^{2}+{b}^{2}}$=$\frac{{a}^{2}+{b}^{2}}{a}$,∴$\frac{{P{B_2}}}{{sin∠P{B_1}{B_2}}}$的最大值为$\frac{{{a^2}+{b^2}}}{a}$,正确;
⑤直线PB1的方程为:y+b=$\frac{{y}_{0}+b}{{x}_{0}}$x,直线QB2的方程为:y-b=$\frac{{y}_{0}-b}{-{x}_{0}}$x,两式相乘化为$\frac{y^2}{b^2}-\frac{x^2}{a^2}=1$,∴直线PB1,QB2的交点M在双曲线$\frac{y^2}{b^2}-\frac{x^2}{a^2}=1$上,∴正确.
故答案为:①④⑤.

点评 本题综合考查了椭圆的标准方程及其性质、斜率计算公式、正弦定理、三角形外接圆半径、直线相交问题、双曲线的标准方程,考查了推理能力与计算能力,属于难题.

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