第 16 题 解答题
已知A(0,3)和P3,(3)/(2)为椭圆C:(x2)/(a2)+(y2)/(b2)=1(a>b>0)上两点. (1)求C的离心率; (2)若过P的直线l交C于另一点B,且△ABP的面积为9,求l的方程. (2)直线l的方程为3x−2y−6=0或x−2y=0.
A P=(0−3)^(2)+3−(3)/(2)^2=(35)/(2),由(1)知C:(x2)/(12)+(y2)/(9)=1
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答案

(1)(1)/(2)

解析

(1)代入两点得到关于a,b的方程,解出即可; (2)方法一:以AP为底,求出三角形的高,即点B到直线AP的距离,再利用平行线距离公式得到平移后的直线方程,联立椭圆方程得到B点坐标,则得到直线l的方程;方法二:同法一得到点B到直线AP的距离,再设B(x0,y0),根据点到直线距离和点在椭圆上得到方程组,解出即可;法三:同法一得到点B到直线AP的距离,利用椭圆的参数方程即可求解;法四:首先验证直线AB斜率不存在的情况,再设直线y=kx+3,联立椭圆方程,得到点B坐标,再利用点到直线距离公式即可;法五:首先考虑直线PB斜率不存在的情况,再设PB:y−(3)/(2)=k(x−3),利用弦长公式和点到直线的距离公式即可得到答案;法六:设线法与法五一致,利用水平宽乘铅锤高乘(1)/(2)表达面积即可. 【小问1详解】 由题意得_∫_(+=1)__(9)/(a2)b=(93)/(42)(94)/(b2),解得^(b=9)^(∫2)a^2=12, 所以e=1−(b2)/(a2)=1−(9)/(12)=(1)/(2). 【小问2详解】 法一:kAP=(3−32)/(0−3)(3)/(23)=−(1)/(2),则直线AP的方程为y=−(1)/(2)x+3,即x+2y−6=0, 设点B到直线AP的距离为d,则_(d==)(23×59)/(2)(2×9)/(35)(9)/(5)(125)/(5), 则将直线AP沿着与AP垂直的方向平移(125)/(5)单位即可, 此时该平行线与椭圆的交点即为点B, 设该平行线的方程为:x+2y+C=0, 则(C+6)/(5)(6)/(5)_=(125)/(5),解得C=6或C=−18, 当C=6时,联立^^(+=1)^∫_x(x2)/(1+22)y(y2)/(+96)=0,解得^(x=0)^∫y=−3或__∫_(y=−)_x=−(33)/(2), 即B(0,−3)或−3,−(3)/(2), 当B(0,−3)时,此时kl=(3)/(2),直线l的方程为y=(3)/(2)x−3,即3x−2y−6=0, 当B−3,−(3)/(2)时,此时kl=(1)/(2),直线l的方程为y=(1)/(2)x,即x−2y=0, 当C=−18时,联立^^(+=1)^∫_x(x2)/(1+22)y(y2)/(−918)=0得2y^2−27y+117=0, Δ=27^2−4×2×117=−207<0,此时该直线与椭圆无交点. 综上直线l的方程为3x−2y−6=0或x−2y=0. 法二:同法一得到直线AP的方程为x+2y−6=0, 点B到直线AP的距离_(d=)(125)/(5), 设B(x0,y0),则_(=)__∫___(x025)/(12)(x0+2y0−6)/(x025y02)(y0)/(25)_(+=1)(y02)/(9)(125)/(5),解得__∫_(y0=−)_x0=−(33)/(2)或^(x0=0)^∫y0=−3, 即B(0,−3)或−3,−(3)/(2),以下同法一. 法三:同法一得到直线AP的方程为x+2y−6=0, 点B到直线AP的距离_(d=)(125)/(5), 设B(23cosθ,3sinθ),其中θ∈[0,2π),则有(23cosθ+6sinθ−6)/(5)(6)/(5)_=(125)/(5), 联立cos^(22)θ+sinθ=1,解得^__∫_c_(sinθ=−)osθ=−(12)/(2)(3)/(12)或^(cosθ=0)^∫sinθ=−1, 即B(0,−3)或−3,−(3)/(2),以下同法一; 法四:当直线AB的斜率不存在时,此时B(0,−3), S△PAB=(1)/(2)×6×3=9,符合题意,此时kl=(3)/(2),直线l的方程为y=(3)/(2)x−3,即3x−2y−6=0, 当线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=kx+3, 联立椭圆方程有__∫_(+=1)_(xy2)/(12)=k(yx2+)/(9)3,则(4k^(22)+3)x+24kx=0,其中k≠kAP,即k≠−(1)/(2), 解得x=0或_(x=)(−24k)/(4k2+3),k≠0,k≠−(1)/(2), 令_(x=)(−24k)/(4k2+3),则_(y=)(−12k2+9)/(4k2+3),则_(B,)(−24k)/(4k2+3)(−12k2+9)/(4k2+3) 同法一得到直线AP的方程为x+2y−6=0, 点B到直线AP的距离_(d=)(125)/(5), 则(−24k)/(4k2+3)(4−k224+k3+2×−412kk22++39−6)/(5)(41)/(5)(−12k2+9)/(54k2+3)_=(125)/(5),解得k=(3)/(2), 此时B−3,−(3)/(2),则得到此时kl=(1)/(2),直线l的方程为y=(1)/(2)x,即x−2y=0, 综上直线l的方程为3x−2y−6=0或x−2y=0. 法五:当l的斜率不存在时,l:x=3,B3,−(3)/(2),PB=3,A到PB距离d=3, 此时S△ABP=(1)/(2)×3×3=(9)/(2)≠9不满足条件. 当l的斜率存在时,设PB:y−(3)/(2)=k(x−3),令P(x1,y1),B(x2,y2), ^__∫_(yx2=)/(12)_(+=1)k((yx2−)/(9)3)+(3)/(2),消y可得(4k^(2222)+3)x−(24k−12k)x+36k−36k−27=0, ℘=(24k^(2222)−12k)−4(4k+3)(36k−36k−27)>0,且k≠kAP,即k≠−(1)/(2), ∫^^(x1+x2)^(22)__(x1x2=)(24k2−12k)/(k24−k236+k3−2)(3=6k24−k236+k3−27)/(4k2+3),PB=k+1(x1+x2)−4x1x2=(43k2+13k2+9k+247)/(4k2+3)(27)/(4), A到直线PB距离_(d=,S△PAB==9)(3k+32)/(k2+1)(k+32)/(k2+1)(3)/(21)(1)/(2)(43k2+13k2+9k+247)/(4k2+3)(27)/(4)(3k+32)/(k2+1)(k+32)/(k2+1)(3)/(21), ∴k=(1)/(2)或(3)/(2),均满足题意,∴l:y=(1)/(2)x或y=(3)/(2)x−3,即3x−2y−6=0或x−2y=0. 法六:当l的斜率不存在时,l:x=3,B3,−(3)/(2),PB=3,A到PB距离d=3, 此时S△ABP=(1)/(2)×3×3=(9)/(2)≠9不满足条件. 当直线l斜率存在时,设l:y=k(x−3)+(3)/(2), 设l与y轴的交点为Q,令x=0,则Q0,−3k+(3)/(2), 联立^_∫_(22)_(3x+4y=3)y=kx−3k+(3)/(62),则有(3+4k^(222))x−8k3k−(3)/(2)x+36k−36k−27=0, (3+4k^(222))x−8k3k−(3)/(2)x+36k−36k−27=0, 其中℘=8k^(222)3k−(3)/(2)^2−4(3+4k)(36k−36k−27)>0,且k≠−(1)/(2), 则_(3xB=,xB=)(36k2−36k−27)/(3+4k2)(12k2−12k−9)/(3+4k2), 则S=(1)/(2)AQxP−xB=(1)/(2)3k+(3)/(2)(12k+18)/(3+4k2)=9,解的k=(1)/(2)或k=(3)/(2),经代入判别式验证均满足题意. 则直线l为y=(1)/(2)x或y=(3)/(2)x−3,即3x−2y−6=0或x−2y=0.

本题来自2024年普通高等学校招生全国统一考试(新课标I卷) 数学 4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交.(数学,共 19 题 150 分)解答题部分。 返回整卷目录可按题型浏览全部题目;也可以在良师宝 App 中刷题。