题目内容
如图,F1,F2是椭圆
+
=1(a>b>0)上的焦点,P为椭圆上的点,PF1⊥OX轴,且OP和椭圆的一条长轴顶点A和短轴顶点B的连线AB平行.
(1)求椭圆的离心率e
(2)若Q是椭圆上任意一点,证明∠F1QF2≤
(3)过F1与OP垂直的直线交椭圆于M,N,若△MF2N的面积为20
,求椭圆方程.

| x2 |
| a2 |
| y2 |
| b2 |
(1)求椭圆的离心率e
(2)若Q是椭圆上任意一点,证明∠F1QF2≤
| π |
| 2 |
(3)过F1与OP垂直的直线交椭圆于M,N,若△MF2N的面积为20
| 3 |
(1)易得 P(-c,
),kOP=
,kAB=-
,
∴-
=-
⇒b=c⇒a=
c,
∴e=
=
.
(2)证明:由椭圆定义得:|F1Q|+|F2Q|=2a,
所以cos∠F1QF2=
=
=
-1,
因为|F1Q||F2Q|≤(
)2=a2,
∴cos∠F1QF2≥
-1=
-1=0,
∴∠F1QF2≤
.
(3)设直线MN的方程为 y=
(x+c),即y=
(x+c).
代入椭圆方程消去x得:
+
=1,
整理得:5y2-2
cy-2c2=0,
∴y1+y2=
,y1•y2=-
.
∴(y1-y2)2=(
)2+
=
.
因为S△PF2Q=
•2c•|y1-y2|=
=20
,
所以c2=25
因此a2=50,b2=25,
所以椭圆方程为
+
=1.
| b2 |
| a |
| b2 |
| -ac |
| b |
| a |
∴-
| b2 |
| ac |
| b |
| a |
| 2 |
∴e=
| c |
| a |
| ||
| 2 |
(2)证明:由椭圆定义得:|F1Q|+|F2Q|=2a,
所以cos∠F1QF2=
| |F1Q|2+|F2Q|2-|F1F2|2 |
| 2|F1Q||F2Q| |
=
| 4a2-4c2-2|F1Q||F2Q| |
| 2|F1Q||F2Q| |
| 2b2 |
| |F1Q||F2Q| |
因为|F1Q||F2Q|≤(
| |F1Q|+|F2Q| |
| 2 |
∴cos∠F1QF2≥
| 2b2 |
| a2 |
| 2c2 |
| 2c2 |
∴∠F1QF2≤
| π |
| 2 |
(3)设直线MN的方程为 y=
| a |
| b |
| 2 |
代入椭圆方程消去x得:
(1-
| ||||
| a2 |
| y2 |
| b2 |
整理得:5y2-2
| 2 |
∴y1+y2=
2
| ||
| 5 |
| 2c2 |
| 5 |
∴(y1-y2)2=(
2
| ||
| 5 |
| 8c2 |
| 5 |
| 48c2 |
| 25 |
因为S△PF2Q=
| 1 |
| 2 |
4
| ||
| 5 |
| 3 |
所以c2=25
因此a2=50,b2=25,
所以椭圆方程为
| x2 |
| 50 |
| y2 |
| 25 |
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