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解答题已知焦点在x轴上的椭圆C过点(0 1) 且离心率为 Q为椭圆C的左顶点.(Ⅰ)求

时间:2022-07-27 13:29:14

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解答题已知焦点在x轴上的椭圆C过点(0 1) 且离心率为 Q为椭圆C的左顶点.(Ⅰ)求

问题补充:

解答题已知焦点在x轴上的椭圆C过点(0,1),且离心率为,Q为椭圆C的左顶点.

(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;

(Ⅱ)已知过点的直线l与椭圆C交于A,B两点.

(ⅰ)若直线l垂直于x轴,求∠AQB的大小;

(ⅱ)若直线l与x轴不垂直,是否存在直线l使得△QAB为等腰三角形?如果存在,求出直线l的方程;如果不存在,请说明理由.

答案:

解:(Ⅰ)设椭圆C的标准方程为(a>b>0),且a2=b2+c2.

由题意,椭圆C过点(0,1),离心率为,可知:b=1,=.…(2分)

所以a2=4.

所以,椭圆C的标准方程为.…(3分)

(Ⅱ)由(Ⅰ)得Q(-2,0).设A(x1,y1),B(x2,y2).

(ⅰ)当直线l垂直于x轴时,直线l的方程为x=-.

由,解得

即A(-,),B(-,-)(不妨设点A在x轴上方).…(5分)

则直线AQ的斜率1,直线BQ的斜率-1.

因为直线AQ的斜率与直线BQ的斜率为-1,所以AQ⊥BQ,所以∠AQB=.…(6分)

(ⅱ)当直线l与x轴不垂直时,由题意可设直线AB的方程为y=k(x+)(k≠0).

由消去y得:(25+100k2)x2+240k2x+144k2-100=0.

因为点A(-,0)在椭圆C的内部,显然△>0.

??????????????…(8分)

因为?=(x1+2,y1),=(x2+2,y2),y1=k(x1+),y2=k(x2+),

所以?=(x1+2)(x2+2)+y1y2=(1+k2)x1x2+(2+)(x1+x2)+4+

=(1+k2)×+(2+)+4+=0

所以?.

所以△QAB为直角三角形.…(11分)

假设存在直线l使得△QAB为等腰三角形,则|QA|=|QB|.

取AB的中点M,连接QM,则QM⊥AB.

记点(-,0)为N.

另一方面,点M的横坐标,

所以点M的纵坐标.

所以=?=≠0

所以?与不垂直,矛盾.

所以当直线l与x轴不垂直时,不存在直线l使得△QAB为等腰三角形.…(13分)解析分析:(Ⅰ)设椭圆C的标准方程为(a>b>0),根据a2=b2+c2,椭圆C过点(0,1),离心率为,即可求得椭圆C的标准方程;(Ⅱ)由(Ⅰ)得Q(-2,0).设A(x1,y1),B(x2,y2).(ⅰ)当直线l垂直于x轴时,直线l的方程为x=-,与椭圆方程联立,求得A,B的坐标,可得直线AQ的斜率、直线BQ的斜率-1,即可求得∠AQB的大小;(ⅱ)当直线l与x轴不垂直时,设直线AB的方程为y=k(x+)(k≠0),与椭圆方程联立,利用韦达定理及向量的数量积,可得△QAB为直角三角形,假设存在直线l使得△QAB为等腰三角形,计算,即可得到结论.点评:本题考查椭圆的标准方程,考查直线与椭圆的位置关系,考查向量知识,解题的关键是直线与椭圆联立,利用韦达定理进行求解.

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