本题导读

本题考查椭圆的标准方程与几何性质。核心在于设而不求 (点坐标表示法)、联立方程判别式的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2019年天津卷理)设椭圆 的左焦点为 ,上顶点为 。已知椭圆的短轴长为 4,离心率为 。

(1)求椭圆的方程;

(2)设点 在椭圆上,且异于椭圆的上、下顶点,点 为直线 与 轴的交点,点 在 轴的负半轴上。若 ( 为原点),且 ,求直线 的斜率。

🔍【思路分析】

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  1. 第一问(求椭圆方程):
  • 短轴长 。
  • 离心率 。
  • 结合 建立方程组求出 和 。
  1. 第二问(求斜率):
  • 设参数:设直线 的斜率为 (),则其方程为 (点 坐标为 )。
  • 求点 坐标:
    • 联立直线 与椭圆方程,求出交点 的坐标(用 表示)。
    • 令 求出直线 与 轴交点 的横坐标。
  • 利用垂直条件:
    • 写出直线 的斜率 。
    • 根据 确定 的坐标,进而求出直线 的斜率 。
    • 利用 建立关于 的方程并求解。

✅【答案】

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(1)椭圆方程为 。

(2)直线 的斜率为 。

✍【详细解析】

Abstract

(1)解: 设椭圆的半焦距为 。由已知: 短轴长 ; 离心率 。 在椭圆中,,代入得: 。 所以椭圆的方程为 。

(2)解: 由(1)得 ,则焦点 。 由 且 在 轴负半轴,得 。 设直线 的斜率为 (),由于 , 则直线 的方程为 。 令 ,得 。 则直线 的斜率 。

联立直线 与椭圆方程: 整理得:。 解得 (对应点 ),。 代入 得:。 由此得直线 的斜率 。

因为 ,所以 : ,解得 。 所以,直线 的斜率为 或 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. “零根”技巧:在直线过顶点(如点 B)时,联立方程得到的二次方程必有一个根为 0(本题中为 )。利用这一点可以快速求出另一个交点的坐标,无需使用繁琐的韦达定理。
  2. 运算的化简:在表示 时,分子分母同时约掉公因式,可以有效降低后续乘法运算的难度。
  3. 几何条件的翻译: 翻译为斜率乘积 时,务必检查斜率是否存在。本题中 且 点横坐标不为 ,故斜率均存在。

📖【试题探源与推广】

Tip

在 Obsidian 笔记中,可以总结:

  • 斜率乘积为定值:椭圆上两点与中心、顶点连线的斜率乘积常为定值(如 )。
  • 坐标代换法:对于涉及 多个动点的问题,统一用直线参数(如 )来表达所有动点坐标,是解析几何的通法。

🔗【关联脉络】

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