题目内容

已知椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2
(Ⅰ)若椭圆的焦距为2
3
,且两条准线间的距离为
8
3
3
,求椭圆的方程;
(Ⅱ)在(I)的条件下,椭圆上有一点M,满足MF1⊥MF2,求△MF1F2的面积;
(Ⅲ)过焦点F2作椭圆长轴的垂线与椭圆交于第一象限点P,连接PO并延长交椭圆于点Q,连接QF2并延长交椭圆于点H,若PH⊥PQ,求椭圆的离心率.
分析:(Ⅰ)由椭圆的焦距可求c,再由两条准线间的距离为
8
3
3
可求a,利用条件b2=a2-c2求出b2,则椭圆的方程可求;
(Ⅱ)因为点M在椭圆上,利用椭圆定义得到MF1+MF2=4,由MF1⊥MF2得到MF12+MF22=12两式联立得到MF1•MF2=2,则△MF1F2的面积可求;
(Ⅲ)首先求出P点坐标,利用对称性求出Q点坐标,写出直线QF2的方程后和椭圆联立求出H的坐标,然后利用PH和PQ所在直线的斜率之积等于-1得到a,b的关系式,则离心率可求.
解答:解:(Ⅰ)由题意可知2c=2
3
,∴c=
3

2a2
c
=
8
3
3
,得a2=
4
3
3
c=
4
3
3
×
3
=4,
∴b2=a2-c2=4-3=1.
即椭圆的方程为
x2
4
+y2=1

(Ⅱ)由椭圆定义得MF1+MF2=4 ①
因为MF1⊥MF2,所以MF12+MF22=12 ②
将①2-②:得MF1•MF2=2
故△MF1F2的面积S=
1
2
|MF1|•|MF2|=
1
2
×2
=1;      
(Ⅲ)把x=c代入椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1
,得y=
b2(1-
c2
a2
)
=
b2
a

所以点P的坐标为(c,
b2
a
)
,则Q(-c,-
b2
a
)
,F2(c,0),
直线QF2方程为
y-0
-
b2
a
-0
=
x-c
-c-c
,即y=
b2
2ac
(x-c)

与椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1
联立得H点坐标为(
4a2c-b2c
4c2+b2
b4
a(4c2+b2)
)

由PH⊥PQ得,kPQ•kPH=-1,即
b2
ac
b4
a(4c2+b2)
-
b2
a
4a2c-b2c
4c2+b2
-c
=-1

化简得a2=2b2
即 a2=2(a2-c2),即 e2=
1
2
,又0<e<1,所以e=
2
2
点评:本题考查了椭圆的标准方程,考查了直线和圆锥曲线的关系,该题思路清晰,运算复杂,考查了学生的运算能力.属难题.
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