本题导读
本题是 2015 年安徽理科卷的压轴大题。第一问通过线段比例关系确定分点坐标,结合斜率公式建立 关系求离心率;第二问涉及中点坐标及点关于直线的对称,考查复杂的代数运算与几何位置关系的转化。
📌【题干】
Question
(2015年安徽卷(理)) 设椭圆 的方程为 ,点 为坐标原点,点 的坐标为 ,点 的坐标为 ,点 在线段 上,满足 ,直线 的斜率为 .
(1) 求 的离心率 ;
(2) 设点 的坐标为 , 为线段 的中点,点 关于直线 的对称点的纵坐标为 ,求 的方程.
🔍【思路分析】
破题导航
- 第一问(离心率):
- 根据定比分点公式,由 求出 点坐标(含 )。
- 利用 建立 的等量关系。
- 转化出 的关系求 。
- 第二问(椭圆方程):
- 求点 :利用中点公式求出 。
- 对称点转换:设对称点为 。利用对称性质:
- ① 线段 的中点 在直线 上;
- ② 直线 直线 (斜率乘积为 -1)。
- 联立求解:将第一问中的 代入对称方程组,解出 ,进而得到椭圆方程。
✅【答案】
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故椭圆 的方程为
✍【详细解析】
Abstract
(1) 求 的离心率 因为 ,点 在线段 上且 , 由分点坐标公式得 的坐标为: 。 则直线 的斜率 , 化简得 。 则 ,即 。 离心率 。
(2) 求 的方程 由(Ⅰ)知 。直线 的方程为 ,即 。 点 ,则线段 的中点 坐标为 ,即 。 设点 关于直线 的对称点为 ,线段 的中点为 。 的坐标为 。 由对称性得方程组: 解该方程组(将 表达后代入第一式): 由第二式得 。 代入第一式并化简: 整理得 。 则 。 故椭圆 的方程为 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 解析几何中的“整体思想”:第一问求出 的比例关系后,不要急于解出具体数值,而是带着比例进入第二问,可以显著减少未知数个数。
- 对称问题的标准解法:中点在直线上 + 连线与直线垂直,这是处理点关于直线对称的黄金法则。
- 避坑指南:计算量较大,特别是含根号的代数式化简,建议在草稿纸上分步计算,确保分子分母符号无误。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 方法拓展: 第二问也可以使用点到直线距离公式。点 到直线 的距离 等于对称点 到直线 的距离,且 在直线异侧,配合纵坐标 建立方程。
- 变式思考: 若点 是 的中点,椭圆的离心率会变为多少? (提示:此时 ,椭圆退化为圆,但在 条件下不成立,需注意参数限制。)
🔗【关联脉络】
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