高二数学椭圆,急求!!!!!
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解:第一问:设P(x1,y1),Q(x2,y2),
联立椭圆方程和直线方程消去y并化简整理可得:(a^2+b^2)*x^2-2*a^2*x+a^2-a^2*b^2=0
易知P和Q点的横坐标即为上述方程的两根,所以由韦达定理可得:
x1+x2=2*a^2/(a^2+b^2) ---(1); x1*x2=(a^2-a^2*b^2)/(a^2+b^2) ---(2)
又可得y1*y2=(-x1+1)*(-x2+1)=1-(x1+x2)+x1*x2=...=(b^2-a^2*b^2)/(a^2+b^2) ---(3)
由向量OP⊥向量OQ可得:(y1/x1)*(y2/x2)=-1,即:x1*x2+y1*y2=0 ---(4)
将(2)(3)式代入(4)式整理可得:(a^2+b^2-2*a^2*b^2)/(a^2+b^2)=0
===>a^2+b^2-2*a^2*b^2=0 ===>(a^2+b^2)/(a^2*b^2)=2 ===>1/a^2+1/b^2=2(定值)
证毕。
第二问就是简单的函数关系了:由第一问已得1/a^2+1/b^2=2,设椭圆焦距为c,
则有:a^2-b^2=c^2,且e=c/a
将上面三式联立消去b和c得到a与e的关系式为:
a=f(e)=(1/√2)*√[1+1/(1-e^2)],e∈[√3/3,√2/2], --->f(e)为以e为自变量的函数。
f'(e)=(1/√2)*e/{[(1-e^2)^2]*√[1+1/(1-e^2)]} ---(这是求导,如有不理解欢迎追问。)
显然f'(e)>0,即f(e)是以e为自变量的定义域内的增函数。
所以f(√3/3)<=f(e)<=f(√2/2),
即√5/2<=a<=√6/2
√5<=2a<=√6
联立椭圆方程和直线方程消去y并化简整理可得:(a^2+b^2)*x^2-2*a^2*x+a^2-a^2*b^2=0
易知P和Q点的横坐标即为上述方程的两根,所以由韦达定理可得:
x1+x2=2*a^2/(a^2+b^2) ---(1); x1*x2=(a^2-a^2*b^2)/(a^2+b^2) ---(2)
又可得y1*y2=(-x1+1)*(-x2+1)=1-(x1+x2)+x1*x2=...=(b^2-a^2*b^2)/(a^2+b^2) ---(3)
由向量OP⊥向量OQ可得:(y1/x1)*(y2/x2)=-1,即:x1*x2+y1*y2=0 ---(4)
将(2)(3)式代入(4)式整理可得:(a^2+b^2-2*a^2*b^2)/(a^2+b^2)=0
===>a^2+b^2-2*a^2*b^2=0 ===>(a^2+b^2)/(a^2*b^2)=2 ===>1/a^2+1/b^2=2(定值)
证毕。
第二问就是简单的函数关系了:由第一问已得1/a^2+1/b^2=2,设椭圆焦距为c,
则有:a^2-b^2=c^2,且e=c/a
将上面三式联立消去b和c得到a与e的关系式为:
a=f(e)=(1/√2)*√[1+1/(1-e^2)],e∈[√3/3,√2/2], --->f(e)为以e为自变量的函数。
f'(e)=(1/√2)*e/{[(1-e^2)^2]*√[1+1/(1-e^2)]} ---(这是求导,如有不理解欢迎追问。)
显然f'(e)>0,即f(e)是以e为自变量的定义域内的增函数。
所以f(√3/3)<=f(e)<=f(√2/2),
即√5/2<=a<=√6/2
√5<=2a<=√6
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