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如图.椭圆的左焦点为F.过点F的直线交椭圆于A.B两点.当直线AB经过椭圆的一个顶点时.其倾斜角恰为60°.(Ⅰ)求该椭圆的离心率,(Ⅱ)设线段AB的中点为G.AB的中垂线与x轴和y轴分别交于D.E两

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 14:52:32分类:高中数学题库

如图,椭圆数学公式的左焦点为F,过点F的直线交椭圆于A,B两点.当直线AB经过椭圆的一个顶点时,其倾斜角恰为60°.
(Ⅰ)求该椭圆的离心率;
(Ⅱ)设线段AB的中点为G,AB的中垂线与x轴和y轴分别交于D,E两点.记△GFD的面积为S1,△OED(O为原点)的面积为S2,求数学公式的取值范围.在线课程解:(Ⅰ)依题意,当直线AB经过椭圆的顶点(0,b)时,其倾斜角为60°.
设 F(-c,0),则 .
将 代入a2=b2+c2,得a=2c.
所以椭圆的离心率为 .
(Ⅱ)由(Ⅰ),椭圆的方程可设为,设A(x1,y1),B(x2,y2).
依题意,直线AB不能与x,y轴垂直,故设直线AB的方程为y=k(x+c),将其代入3x2+4y2=12c2,
整理得 (4k2+3)x2+8ck2x+4k2c2-12c2=0.
则 ,,所以.
因为 GD⊥AB,所以 ,.
因为△GFD∽△OED,
所以 =.
所以的取值范围是(9,+∞).
分析:(Ⅰ)由题意知当直线AB经过椭圆的顶点(0,b)时,其倾斜角为60°,设 F(-c,0),由直线斜率可求得b,c关系式,再与a2=b2+c2联立可得a,c关系,由此即可求得离心率;
(Ⅱ)由(Ⅰ)椭圆方程可化为,设A(x1,y1),B(x2,y2).由题意直线AB不能与x,y轴垂直,故设直线AB的方程为y=k(x+c),将其代入椭圆方程消掉y变为关于x的二次方程,由韦达定理及中点坐标公式可用k,c表示出中点G的坐标,由GD⊥AB得kGD•k=-1,则D点横坐标也可表示出来,易知△GFD∽△OED,故=,用两点间距离公式即可表示出来,根据式子结构特点可求得的范围;
点评:本题考查直线与圆锥曲线的位置关系、椭圆的简单性质,考查学生分析解决问题的能力,运算量大,综合性强,对能力要求较高.