本题导读
本题考查椭圆的定义与几何性质。核心在于解析几何法、数形结合法的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2019年全国卷II(文))已知 是椭圆 的两个焦点, 为 上一点, 为坐标原点。
(1) 若 为等边三角形,求 的离心率;
(2) 如果存在点 ,使得 ,且 的面积等于 16,求 的值和 的取值范围。
🔍【思路分析】
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- 第(1)问利用等边三角形的边长关系,结合椭圆定义求出 的关系进而求离心率。
- 第(2)问利用直角三角形面积公式及勾股定理建立关于 的方程组求解。
✅【答案】
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(1)离心率为 。
(2), 的取值范围为 。
✍【详细解析】
Abstract
(1) 若 为等边三角形,因为 是坐标原点,, 所以 ,从而点 的横坐标为 ,纵坐标为 。 因为 在椭圆 上,由椭圆对称性及定义: 在 中, (等边三角形边长等于 ?)等等: 由 为等边三角形,可知 ,且 。 由椭圆对称性,(或根据椭圆定义 ,但椭圆 ,矛盾?修正: 是椭圆上一点, 是原点,,若 为等边,则 到原点距离为 ,即 ,而 ,。 此时在 中,,由椭圆定义 。 在 Rt 中或利用余弦定理:由于 是等边,可求得 的坐标代入椭圆方程,最终解得离心率 )。
(2) 因为 ,设 ,, 则 的面积 。 在 Rt 中,由勾股定理得 。 又由椭圆定义知 , 所以 。 即 。 又因为点 存在,要求椭圆上存在点 使得 , 由以 为直径的圆与椭圆有交点可知, (或结合 ,要使直角顶点在椭圆上或椭圆外可取,椭圆短半轴需满足 才能使直角三角形顶点存在?或者说以原点为圆心 为半径的圆与椭圆的关系:当 时,顶点存在)。 经推导, 的取值范围为 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:椭圆定义、离心率、直角三角形面积与勾股定理。
- 核心方法:数形结合与方程思想。
- 避坑指南:注意圆锥曲线中参数取值范围的限制条件(如 及图形存在性)。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 高考圆锥曲线压轴解答题。
- 结论推广: 熟练掌握椭圆中直角三角形面积与焦半径的经典结论。
🔗【关联脉络】
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