本题导读

考查椭圆方程的求法及圆锥曲线中的直线综合位置关系、面积比问题,属于高考压轴题之一。

📌【题干】

Question

(2017年北京卷(文)) 已知椭圆 的两个顶点分别为 ,,焦点在 轴上,离心率为 .

(1) 求椭圆 的方程;

(2) 点 为 轴上一点,过 作 轴的垂线交椭圆 于不同的两点 ,,过 作 的垂线交 于点 .求证: 与 的面积之比为 .

🔍【思路分析】

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  1. 第(1)问:根据顶点坐标求出 ,结合离心率 求出 与 ,进而写出椭圆方程。
  2. 第(2)问:设点 (其中 且 ),则点 和 的横坐标为 ,代入椭圆方程求出纵坐标,利用直线斜率关系及垂直条件表示出点 的纵坐标,最后利用同底三角形面积比等于高(纵坐标绝对值)之比进行证明。

✅【答案】

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(1)

(2) 证明见解析(面积比为 )

✍【详细解析】

Abstract

(1) 由题意知,椭圆 的两个顶点为 ,,且焦点在 轴上, 可得半长轴 。 因为离心率 , 所以 。 从而半短轴 。 因此,椭圆 的标准方程为: 。

(2) 证明: 设点 ,其中 且 。 过 作 轴的垂线交椭圆 于 两点, 设 ,则 (其中 )。 已知 ,, 则直线 的斜率 。 因为过点 作 的垂线,所以过点 的垂线段(即直线 )的斜率为: 。 因此,直线 的方程为: 。 直线 经过点 和 ,其斜率为: 。 故直线 的方程为: 。 点 是直线 与直线 的交点,联立两直线方程求解点 的纵坐标 : 由 可得 。 代入直线 的方程 中: 。 注意到 ,上式可化简为: 。 由椭圆方程知 , 代入得: 。 因此 ,即 ,解得点 的纵坐标为: 。 在 和 中,它们有共同的底边 , 所以它们的面积之比等于对应的高(即纵坐标的绝对值)之比: 。 故 与 的面积之比为 成立。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:圆锥曲线中直线方程、交点坐标及面积比问题。
  2. 核心方法:设参数法、联立直线方程消元法。
  3. 避坑指南:在处理交点坐标时,灵活利用 进行整体代换,可大幅简化代数运算。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 高考解析几何压轴题中常见的几何性质与面积比例综合探究题。
  2. 结论推广: 此类垂直与交点问题往往具有定值或固定比例特征,可通过仿射变换或坐标参数化统一解决。

🔗【关联脉络】

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