问题 解答题
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平行于OM,又Q是椭圆上任一点.
(1)求椭圆的离心率;
(2)求∠F1QF2的范围;
(3)当QF2⊥AB时,延长QF2与椭圆交于另一点P,若△F1PQ的面积为20
3
,求椭圆方程.
答案

(1)∵过点M向x轴作垂线经过左焦点,A(a,0),B(0,b),∴M(-c,

b2
a
),

∵ABOM,所以kAB=kOM,即-

b
a
=-
b2
ac
,从而得到b=c,a=
2
c

∴离心率e=

2
2

(2)设|PF1|=m,|PF2|=n

cos∠F1QF2=

m2+n2-4c2
2mn
=
4a2-4c2-2mm
2mn
=
2b2
mn
-1,

又因为mn≤(

m+n
2
)2=a2,所以0≤cos∠F1QF2≤1,所以F1QF2∈[0,
π
2
]

(3)设P(x1,y1),Q(x2,y2

kAB=-

2
2
,所以kF2Q=
2
,所以直线F2Q的方程:y=
2
(x-c)

直线与椭圆联立

y=
2
(x-c)
x2+2y2=2c2
,消元可得5x2-8cx+2c2=0

∴△=24c2>0,x1+x2=

8c
5
x1x2=
2
5
c2

由弦长公式可得|PQ|=

1+k2
|x1-x2|=
3
64c2
25
-4×
2
5
c2
=
6
2
5
c,

又因为F1到直线y=

2
(x-c)的距离d=
2
6
3
c

因为S=

1
2
×
2
6
3
×
6
2
5
c2=
4
3
5
c2=20
3
,所以c2=25,b2=25,a2=50,

所以椭圆的方程为

x2
50
+
y2
25
=1.

问答题
选择题