问题 解答题
设椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1的两焦点为F1、F2,长轴两端点为A1、A2
(1)P是椭圆上一点,且∠F1PF2=60°,求△F1PF2的面积;
(2)若椭圆上存在一点Q,使∠A1QA2=120°,求椭圆离心率e的取值范围.
答案

(1)∵|F1F2|=2c.

设|PF1|=t1,|PF2|=t2

则根据椭圆的定义可得:t1+t2=2a①,

在△F1PF2中∠F1PF2=60°,

所以根据余弦定理可得:t12+t22-2t1t2•cos60°=4c2②,

由①2-②得t1•t2=

1
3
(4a2-4c2),

所以:SF1PF2=

1
2
t1t2•sin60°=
1
2
×
4
3
(a2-c2
3
2
=
3
3
(a2-c2).

所以△F1PF2的面积

3
3
(a2-c2).

(2)由对称性不防设Q在x轴上方,坐标为(x0,y0),

则tanA1QA2=

kQA1-kQA2
1+kQA1KQA2
=-
3
,即
y0
x0-a
-
y0
x0+a
1+
y0
x0-a
y0
x0+a
=-
3

整理得

2ay0
x20
-a2+y20
=-
3
,①

∵Q在椭圆上,

x20
=a2(1-
y20
b2
),代入①得y0=
2ab2
3
c2

∵0<y0≤b

∴0<

2ab2
3
c2
≤b,化简整理得3e4+4e2-4≥0,

解得

6
3
≤e<1.

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