本题导读
本题是 2015 年北京理科卷的解析几何大题。第一问考查椭圆方程的求法及直线交点的坐标表示;第二问属于存在性探究题,通过建立角度相等与坐标乘积之间的代数关系(类似于射影定理的形式),结合点在椭圆上的隐含条件进行整体代换求解。
📌【题干】
Question
(2015年北京卷(理)) 已知椭圆 的离心率为 ,点 和点 都在椭圆 上,直线 交 轴于点 .
(1) 求椭圆 的方程,并求点 的坐标(用 表示);
(2) 设 为原点,点 与点 关于 轴对称,直线 交 轴于点 ,问: 轴上是否存在点 ,使得 ?若存在,求点 的坐标;若不存在,说明理由.

🔍【思路分析】
破题导航
- 第一问(方程与交点):
- 利用 在椭圆上直接得到 。
- 结合离心率 和 解出 。
- 利用 两点坐标写出直线 方程,令 求出 点横坐标。
- 第二问(存在性探究):
- 坐标准备:由对称性写出 ,仿照第一问求出直线 与 轴的交点 的坐标。
- 角度转化:设 。在直角三角形中, 等价于它们的正切值相等,即 。
- 建立等式:推导出 。
- 代数代换:将 用 表达,利用点 在椭圆上的条件 进行整体消元,看 是否为定值。
✅【答案】
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故存在点 ,其坐标为 或
✍【详细解析】
Abstract
(1) 求椭圆 的方程及点 坐标 因为点 在椭圆上,所以 。 由离心率 知 。 由 ,解得 。 故椭圆 的方程为 。
直线 过 ,,斜率 。 直线 的方程为:。 令 ,得 。 故点 。
(2) 探究点 的存在性 由题意,点 与 关于 轴对称,则 。 直线 过 ,,其方程为:。 令 ,得 。 故点 。
设 为 轴上一点。在 和 中: 。 即 。 由于 在原点同侧(),即: 。 又因为点 在椭圆 上, 所以 。 代入 的表达式中: 。 解得 。 故存在点 ,其坐标为 或 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 整体代换的威力:解析几何中,点在曲线上带来的代数关系(如 )是消去多余参数的最强武器。
- 几何关系的代数化:将“角相等”转化为“直角三角形边的比例关系”是简化计算的关键,避免了复杂的向量夹角运算。
- 避坑指南:注意 且 (点 不能是南北顶点),确保分母不为 0;在开方求 时不要漏掉负值。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 方法拓展:本题结论 说明点 的纵坐标恰好是椭圆的长半轴长 。这反映了椭圆的一种几何性质:当直线 满足对称性时,它们在轴上的截距之积为定值。
- 变式思考:若椭圆改为双曲线,结论还会成立吗? (提示:双曲线中 仍可能为定值,但其值可能与 的另一种组合有关。)
🔗【关联脉络】
Multi column