(普通班)如图所示,从椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)上一点M向x轴作垂线,恰好通过椭

(普通班)如图所示,从椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)上一点M向x轴作垂线,恰好通过椭
圆的左焦点F1,且它的长轴端点A及短轴端点B的连线AB∥OM.
(1)求椭圆的离心率e;
(2)设Q是椭圆上任意一点,F2是右焦点,F1是左焦点,求∠F1QF2的取值范围.
爱的精灵 1年前 已收到1个回答 举报

JackGao 幼苗

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解题思路:(1)首先根据MF1⊥x轴,AB∥OM,得到Rt△OMF1∽Rt△ABO,从而得到比例线段:
MF1
BO
OF1
AO
.再根据点M在椭圆上,
求出M的纵坐标,得出MF1=
b2
a
,再结合AO=a,BO=b,OF1=c,代入所得比例式,化简可得b=c,从而求出椭圆的离心率e;
(2)当点Q与椭圆长轴的端点重合时,∠F1QF2的大小为零;当点Q不与椭圆长轴的端点重合时,设∠F1QF2的大小为θ,
在△F1QF2中,利用余弦定理,结合基本不等式和椭圆的定义,可以证出4a2-4c2≤2a2(1+cosθ),结合(1)的结论
a2=2c2,可以证出cosθ≥0,从而得到0<θ≤[π/2].最后综合,得到θ∈[0,
π
2
]
,即为∠F1QF2的取值范围.

(1)∵MF1⊥x轴,AB∥OM,
∴Rt△OMF1∽Rt△ABO⇒
MF1
BO=
OF1
AO…(*)
设点M(-c,y1),代入椭圆方程
x2
a2+
y2
b2=1,

c2
a2+
y12
b2=1,解之得y1=
b2
a(舍负),所以MF1=
b2
a,
又∵AO=a,BO=b,OF1=c,
∴将AO、BO、MF1、OF1的长代入(*)式,得

b2
a
b=
c
a,
∴b=c,得到b2=c2,即a2-c2=c2,所以a2=2c2
∴离心率e满足e2=
1
2,可得e=

2
2(舍负)(8分)
(2)分两种情况加以讨论
①当点Q与椭圆长轴的端点重合时,∠F1QF2的大小为零;
②当点Q不与椭圆长轴的端点重合时,设∠F1QF2的大小为θ,则
在△F1QF2中,F1F22=QF12+QF22−2QF1•QF2cosθ
即F1F22=(QF1 +QF2)2−2QF1•QF2(1+cosθ),
将F1F2=2c,QF1+QF2=2a代入,得4c2=4a2-2QF1•QF2(1+cosθ),
∴4a2-4c2=2QF1•QF2(1+cosθ),
∵QF1•QF2≤(
QF1+QF2
2)2=a2,即得2QF1•QF2(1+cosθ)≤2a2(1+cosθ),
∴4a2-4c2≤2a2(1+cosθ),结合(1)的结论a2=2c2
∴2a2≤2a2(1+cosθ)⇒cosθ≥0,
∵θ∈(0,π)
∴0<θ≤
π
2,
综上所述,θ∈[0,
π
2],即∠F1QF2的取值范围是[0,
π
2](14分)

点评:
本题考点: 椭圆的简单性质.

考点点评: 本题结合一个特殊的椭圆,以求椭圆的离心率和焦点三角形中角的取值范围为载体,着重考查了椭圆的基本概念、余弦定理和基本不等式等知识点,属于中档题.

1年前

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