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14解析几何★★★★☆
设 F1F_{1},F2F_{2} 分别是椭圆 E:x2+y2b2=1E: x^{2} + \frac{y^{2}}{b^{2}} = 1(0<b<10 < b < 1)的左,右焦点,过点 F1F_{1} 的直线交椭圆 EE 于 AA,BB 两点,若 ∣AF1∣=3∣BF1∣|AF_{1}| = 3|BF_{1}|,AF2⊥xAF_{2} \perp x 轴,则椭圆 EE 的方程为______.
\begin{solution} 设椭圆焦半距为 cc,则 c2=1−b2c^{2}=1-b^{2},且 F1=(−c,0)F_{1}=(-c,0),F2=(c,0)F_{2}=(c,0). 由 AF2⊥xAF_{2}\perp x 轴,点 AA 的横坐标为 cc. 将 x=cx=c 代入椭圆方程,得 y2=b4y^{2}=b^{4},所以 A=(c,±b2)A=(c,\pm b^{2}). 对上方情形 A=(c,b2)A=(c,b^{2}) 作如下计算;下方情形只需将 b2b^{2} 换成 −b2-b^{2},代入后的交点方程仍相同,所得距离比也相同.
参数化直线 F1AF_{1}A:X(t)=(−c,0)+t(2c,b2)X(t)=(-c,0)+t(2c,b^{2}),其中 t=1t=1 对应点 AA. 代入椭圆方程,得 c2(2t−1)2+b2t2=1c^{2}(2t-1)^{2}+b^{2}t^{2}=1. 该方程的一个根为 11,另一个根 tBt_B 满足 tB=c2−14c2+b2=−b24c2+b2t_B=\dfrac{c^{2}-1}{4c^{2}+b^{2}}=-\dfrac{b^{2}}{4c^{2}+b^{2}}. 因而 BB 在 F1F_1 的另一侧,且 ∣BF1∣=b24c2+b2∣AF1∣\lvert BF_1\rvert=\dfrac{b^{2}}{4c^{2}+b^{2}}\lvert AF_1\rvert. 由 ∣AF1∣=3∣BF1∣\lvert AF_1\rvert=3\lvert BF_1\rvert,得 4c2+b2=3b24c^{2}+b^{2}=3b^{2},即 b2=2c2b^{2}=2c^{2}. 再结合 b2+c2=1b^{2}+c^{2}=1,得 b2=23b^{2}=\dfrac23. 所以椭圆方程为 x2+32y2=1x^{2}+\dfrac{3}{2}y^{2}=1. \end{solution}

2014 · 安徽 · 理 · 第 14 题 · 填空题

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