本题导读

本题考查椭圆的标准方程与几何性质(离心率)、直线与椭圆的位置关系(联立方程、韦达定理)。核心在于正确理解题意并选用恰当方法求解。

📌【题干】

Question

(2016年天津卷(理)) 设椭圆 () 的右焦点为 ,右顶点为 .已知 ,其中 为原点, 为椭圆的离心率.

(1)求椭圆的方程;

(2)设过点 的直线 与椭圆交于点 ( 不在 轴上),垂直于 的直线与 交于点 ,与 轴于点 .若 ,且 ,求直线 的斜率的取值范围.

🔍【思路分析】

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  1. 第一问:利用 ,将已知线段长度代入比例式。由 统一为关于 的方程求解。
  2. 第二问:
  • 设线求点:设 ,联立椭圆方程求出点 的坐标(利用韦达定理)。
  • 垂直转化:直线 。设 ,求出 的纵坐标。
  • 条件代入:由 ,整理得到关于 与 的关系。
  • 角度关系:在 中,。通过平方展开化简为 的范围,进而求出 的范围。

✅【答案】

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(1)设椭圆的半焦距为𝑐,则𝑐=|𝑂𝐹|,𝑎=|𝑂𝐴|,|𝐹𝐴|=𝑎−𝑐,且𝑒=𝑐𝑎.由题设1

✍【详细解析】

Abstract

解:(1)由题意得 ,,,。 代入 得: 。 又 ,代入得 。 所以椭圆方程为 。

(2)由(1)知 。设直线 。 联立 。 设 ,已知 是一个交点,则 。 得 ,。

设 。由于 在直线 上,则 。 因为 ,斜率 ,直线 。 令 ,得 的纵坐标 。

已知 ,则 。 。 。 。 代入 整理得: 。 化简可求得 。

由 ,在 中,大角对大边,得 。 。 得 。 代入 表达式:。 解得 或 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 韦达定理的技巧:当已知直线过椭圆顶点时,联立后的方程必有一根为顶点的横坐标,可快速求出另一交点。
  • 几何关系代数化:将“角度大小”转化为“边长大小”,再利用坐标表示距离,是解析几何中处理角度不等式的核心套路。

📖【试题探源与推广】

Tip

  • 变式思考:若题目条件改为 是线段 的中点,直线 的斜率范围又当如何?
  • 提示:直接利用中点坐标公式表示 ,无需再联立 。
  • 常用结论:在解析几何中,两直线垂直 与向量数量积为 是等价且互补的工具。

🔗【关联脉络】

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