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高考数学必做百题第83题(理科2017版)

  2016-10-07 20:06:07  

 083.已知椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的离心率e=32,连接椭圆的四个顶点得到的菱形的面积为4。

(1)求椭圆的方程;
(2)设直线l与椭圆相交于不同的两点A,B,已知点A(a,0)
(i)若|AB|=425,求直线l的倾斜角;
(ii)若点Q(0,y0)在线段AB的垂直平分线上,且QAQB=4,求y0的值。
解:(1)∵e=ca=32,3a2=4c2
c2=a2b2,解得a=2b
S=12×2a×2b=4,∴ab=2
解方程组{a=2bab=2{a=2b=1
∴椭圆的方程为x24+y2=1
(2)(i)由(1)可知点A(2,0),设点B的坐标为B(x1,y1),直线l的斜率为k,则直线l的方程为y=k(x+2)
于是A,B,两点的坐标满足方程组{y=k(x+2)x24+y2=1
消去y,整理得
(1+4k2)x2+16k2x+(16k24)=0
2x1=16k241+4k2,∴x1=28k21+4k2
从而y1=4k1+4k2
|AB|=(228k21+4k2)2+(4k1+4k2)2=41+k21+4k2
。∵|AB|=425,∴41+k21+4k2=425
整理得32k49k223=0,即
(k21)(32k2+23)=0,解得k=±1
∴直线l的倾斜角为π43π4
(ii)设线段AB的中点为M,由(i)得到M的坐标为(8k21+4k2,2k1+4k2)
①当k=0时,点B的坐标是(2,0),线段AB的垂直平分线为y轴,于是
QA=(2,y0),QB=(2,y0)
QAQB=4,∴y0=±22
②当k0时,线段AB的垂直平分线方程为y2k1+4k2=1k(x+8k21+4k2)
x=0,解得y0=6k1+4k2
QA=(2,y0),QB=(x1,y1y0)
QAQB=2x1y0(y1y0)
=16k241+4k2+6k1+4k2(4k1+4k2+6k1+4k2)
=4(16k4+15k21)(1+4k2)2=4,整理得7k2=2
k=±147,∴y0=±2145
综上,y0=±22y0=±2145


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