∫π每天一道数学题
吾生也有涯,而知也无涯。——庄子
  1. 已知椭圆 x2a2+y2b2=1\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1 (a>b>0a>b>0) 的左焦点为 FF, 右顶点为 AA, PPx=ax=a 上一点, 且直线 PFPF 的斜率为 13\frac{1}{3}, PFA△ PFA 的面积为 32\frac{3}{2}, 离心率为 12\frac{1}{2}.

(1) 求椭圆的方程;

(2) 过点 PP 的直线与椭圆有唯一交点 BB (异于点 AA), 求证: PFPF 平分 AFB∠ AFB.

参考解析

(1) e=ca=12e=\frac{c}{a}=\frac{1}{2}, c=a2c=\frac{a}{2}, b2=3a24b^2=\frac{3a^2}{4}.

F(c,0)=(a2,0)F(-c,0)=\left(-\frac{a}{2},0\right), A(a,0)A(a,0), P(a,yP)P(a,y_P)x=ax=a 上.

直线 PFPF 斜率 kPF=yP0a(a2)=yP3a/2=2yP3a=13k_{PF}=\frac{y_P-0}{a-(-\frac{a}{2})}=\frac{y_P}{3a/2}=\frac{2y_P}{3a}=\frac{1}{3}, yP=a2y_P=\frac{a}{2}.

SPFA=12FAyP=123a2a2=3a28=32S_{△ PFA}=\frac{1}{2}\cdot|FA|\cdot|y_P|=\frac{1}{2}\cdot\frac{3a}{2}\cdot\frac{a}{2}=\frac{3a^2}{8}=\frac{3}{2}.

a2=4a^2=4, a=2a=2, c=1c=1, b2=3b^2=3.

椭圆方程: x24+y23=1\frac{x^2}{4}+\frac{y^2}{3}=1.

(2) P(2,1)P(2,1). 过 PP 的直线与椭圆切于 BB 处, 需证明 PFPF 平分 AFB∠ AFB.

F(1,0)F(-1,0), A(2,0)A(2,0). 利用角平分线的距离比性质证明即可.

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