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21解析几何★★★★☆
已知椭圆 x2a2+y2b2=1\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1(a>b>0a > b > 0)的左,右焦点分别为 F1F_1,F2F_2,离心率 e=22e = \frac{\sqrt{2}}{2},右准线方程为 x=2x = 2.
(1) 求椭圆的标准方程; (2) 过点 F1F_{1} 的直线 ll 与该椭圆交于 MM,NN 两点,且 ∣F2M→+F2N→∣=2263\left|\overrightarrow{F_2M} + \overrightarrow{F_2N}\right| = \frac{2\sqrt{26}}{3},求直线 ll 的方程.
\begin{solution} \begin{enumerate} \item 由离心率 e=ca=22e=\frac ca=\frac{\sqrt2}{2},右准线为 x=ae=2x=\frac ae=2,得 a=2a=\sqrt2,c=ae=1c=ae=1. 于是 b2=a2−c2=1b^2=a^2-c^2=1,椭圆的标准方程为
x22+y2=1\frac{x^2}{2}+y^2=1
\item 已知 F1=(−1,0)F_1=(-1,0). 若直线 ll 不是竖直线,设其方程为 y=k(x+1)y=k(x+1). 令交点 MM,NN 的横坐标分别为 x1x_1,x2x_2,代入椭圆方程得
(1+2k2)x2+4k2x+2k2−2=0(1+2k^2)x^2+4k^2x+2k^2-2=0
由韦达定理, x1+x2=−4k21+2k2x_1+x_2=-\frac{4k^2}{1+2k^2},y1+y2=k(x1+x2+2)=2k1+2k2y_1+y_2=k(x_1+x_2+2)=\frac{2k}{1+2k^2}. 因 F2=(1,0)F_2=(1,0),所以
F2M→+F2N→=(x1+x2−2,y1+y2)\overrightarrow{F_2M}+\overrightarrow{F_2N} =\left(x_1+x_2-2,y_1+y_2\right)
从而
∣F2M→+F2N→∣2=4(4k2+1)2+4k2(1+2k2)2\left|\overrightarrow{F_2M}+\overrightarrow{F_2N}\right|^2 =\frac{4(4k^2+1)^2+4k^2}{(1+2k^2)^2}
根据题设,该式等于 (2263)2=1049\left(\frac{2\sqrt{26}}{3}\right)^2=\frac{104}{9},整理得 40k4−23k2−17=040k^4-23k^2-17=0,(k2−1)(40k2+17)=0(k^2-1)(40k^2+17)=0. 所以 k2=1k^2=1,即 k=1k=1 或 k=−1k=-1. 还需讨论过 F1F_1 的竖直线 x=−1x=-1. 此时交点为 M=(−1,22)M=(-1,\frac{\sqrt2}{2})、N=(−1,−22)N=(-1,-\frac{\sqrt2}{2}),从而 ∣F2M→+F2N→∣=4≠2263\left|\overrightarrow{F_2M}+\overrightarrow{F_2N}\right|=4\ne\frac{2\sqrt{26}}{3},不符合题设. 因此
l:y=x+1或l:y=−x−1l:y=x+1\quad\text{或}\quad l:y=-x-1
\end{enumerate} \end{solution}

2009 · 四川 · 文 · 第 21 题 · 解答题

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