(19)(本小题满分 14 分)
设椭圆 $\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1(a>b>0)$ 的右顶点为 $A$ ,上顶点为 $B$ .已知椭圆的离心率为 $\frac{\sqrt{5}}{3},|A B|=\sqrt{13}$ .
(I)求椭圆的方程;
(II)设直线 $l: y=k x(k<0)$ 与椭圆交于 $P, Q$ 两点,$l$ 与直线 $A B$ 交于点 $M$ ,且点 $P, M$ 均在第四象限.若 $\triangle B P M$ 的面积是 $\triangle B P Q$ 面积的 2 倍,求 $k$ 的值.
(19)(本小题满分 14 分) 设椭圆 x^ 2 a^…——2018 高考数学第 19 题答案解析
2018_天津卷 (2018·文)
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【解答】
本小题主要考查椭圆的标准方程和几何性质、直线方程等基础知识。考查用代数方法研究圆锥曲线的
性质.考查运算求解能力,以及用方程思想解决问题的能力。满分 14 分.
(I)解:设椭圆的焦距为 $2 c$ ,由已知得 $\frac{c^{2}}{a^{2}}=\frac{5}{9}$ ,又由 $a^{2}=b^{2}+c^{2}$ ,可得 $2 a=3 b$ .由
$|A B|=\sqrt{a^{2}+b^{2}}=\sqrt{13}$ ,从而 $a=3, b=2$ 。
所以,椭圆的方程为 $\frac{x^{2}}{9}+\frac{y^{2}}{4}=1$ .
(II)解:设点 $P$ 的坐标为 $\left(x_{1}, y_{1}\right)$ ,点 $M$ 的坐标为 $\left(x_{2}, y_{2}\right)$ ,由题意,$x_{2}>x_{1}>0$ ,
点 $Q$ 的坐标为 $\left(-x_{1},-y_{1}\right)$ .由 $\triangle B P M$ 的面积是 $\triangle B P Q$ 面积的2倍,可得 $|P M|=2|P Q|$ ,
从而 $x_{2}-x_{1}=2\left[x_{1}-\left(-x_{1}\right)\right]$ ,即 $x_{2}=5 x_{1}$ 。
易知直线 $A B$ 的方程为 $2 x+3 y=6$ ,由方程组 $\left\{\begin{array}{l}2 x+3 y=6, \\ y=k x,\end{array}\right.$ 消去 $y$ ,可得 $x_{2}=\frac{6}{3 k+2}$ .由方程组
$\left\{\begin{array}{l}\frac{x^{2}}{9}+\frac{y^{2}}{4}=1, \text { 消去 } y, \text { 可得 } x_{1}=\frac{6}{\sqrt{9 k^{2}+4}} . \text { 由 } x_{2}=5 x_{1} \text { ,可得 } \sqrt{9 k^{2}+4}=5(3 k+2) \text { ,两边平方,整理得 } \\ y=k x,\end{array}\right. 18 k^{2}+25 k+8=0$ ,解得 $k=-\frac{8}{9}$ ,或 $k=-\frac{1}{2}$ .
当 $k=-\frac{8}{9}$ 时,$x_{2}=-9<0$ ,不合题意,舍去;当 $k=-\frac{1}{2}$ 时,$x_{2}=12, x_{1}=\frac{12}{5}$ ,符合题意.
所以,$k$ 的值为 $-\frac{1}{2}$ .