方程與曲線:2009年文數(shù)全國(guó)卷題20

方程與曲線:2009年文數(shù)全國(guó)卷題20

20.(本小題滿分12分)
已知橢圓 C 的中心為直角坐標(biāo)系 xOy 的原點(diǎn)热幔,焦點(diǎn)在 x 軸上愁铺,它的一個(gè)頂點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離分別是 7 和 1.

(I)求橢圓 C 的方程;
(Ⅱ)若 P 為橢圓 C 上的動(dòng)點(diǎn),M 為過 P 且垂直于 x 軸的直線上的點(diǎn),\dfrac{|OP|}{|OM|}=ee 為橢圓 C 的離心率)独柑,求點(diǎn) M 的軌跡方程,并說明其軌跡是什么曲線.


【解答問題I】

依題意可知:

\left\{ \begin{array}\\ a+c=7 \\ a-c=1 \\ \end{array} \right. a=4,c=3,b^2=a^2-c^2=7

橢圓 C 的方程為: \dfrac{x^2}{16}+\dfrac{y^2}{7}=1


【解答問題Ⅱ】

設(shè)點(diǎn) M 坐標(biāo)為 M(x_0,y_0), 依題意可知:x_0=x_{_P}x_0 \in [-a,a]

\dfrac{|OP|}{|OM|}=e \Rightarrow\; |OP|^2=e^2|OM|^2

x^2_{_P}+y^2_{_P}=e^2(x^2_0+y^2_0)

y^2_{_P}=(e^2-1)x^2_0 + e^2y^2_0=-\dfrac{b^2}{a^2}x^2_0+\dfrac{c^2}{a^2}y^2_0

因?yàn)辄c(diǎn) P 為橢圓 C 上的動(dòng)點(diǎn)私植,所以 \dfrac{x^2_{_P}}{a^2}+\dfrac{y^2_{_P}}{b^2}=1

代入后得:\dfrac{1}{a^2} x^2_0 + \dfrac{1}{b^2}(-\dfrac{b^2}{a^2}x^2_0+\dfrac{c^2}{a^2}y^2_0)=1

y^2_0=\dfrac{a^2b^2}{c^2}

y_0=\pm \dfrac{ab}{c}=\pm \dfrac{4}{3}\sqrt{7} \quad (-4 \leqslant x_0 \leqslant4)

結(jié)論:點(diǎn) M 的軌跡方程為:y=\pm \dfrac{4}{3}\sqrt{7} \quad (-4 \leqslant x \leqslant4)忌栅,其軌跡是兩條平行于 x 軸的線段.


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