18.(16分)(2015•江苏)如图,在平面直角坐标系 $x O y$ 中,已知椭圆 $\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1(a>b>$ 0 )的离心率为 $\frac{\sqrt{2}}{2}$ ,且右焦点 F 到左准线 1 的距离为 3 .
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过 F 的直线与椭圆交于 $\mathrm{A}, \mathrm{B}$ 两点,线段 AB 的垂直平分线分别交直线 $l$ 和 AB 于点 $\mathrm{P}, \mathrm{C}$ ,若 $\mathrm{PC}=2 \mathrm{AB}$ ,求直线 AB 的方程.
(16分)(2015•江苏)如图,在平面直角坐标系 x O…——2015 高考数学第 18 题答案解析
2015_江苏卷 (2015)
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【解答】
(16分)
考点 直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程.
专题 直线与圆;圆锥曲线的定义、性质与方程.
:
分析(1)运用离心率公式和准线方程,可得 $a$ ,$c$ 的方程,解得 $a, c$ ,再由 $a, b, c$ 的关系 :,可得 b ,进而得到椭圆方程;
(2)讨论直线 AB 的斜率不存在和存在,设出直线方程,代入椭圆方程,运用韦达定理和弦长公式,以及两直线垂直的条件和中点坐标公式,即可得到所求直线的方程。
解答 解:(1)由题意可得, $\mathrm{e}=\frac{\mathrm{c}}{\mathrm{a}}=\frac{\sqrt{2}}{2}$ ,
且 $c+\frac{a^{2}}{c}=3$ ,解得 $c=1, a=\sqrt{2}$ ,
则 $\mathrm{b}=1$ ,即有椭圆方程为 $\frac{\mathrm{x}^{2}}{2}+\mathrm{y}^{2}=1$ ;
(2)当 $\mathrm{AB} \perp \mathrm{x}$ 轴, $\mathrm{AB}=\sqrt{2}, ~ \mathrm{CP}=3$ ,不合题意;
当 $A B$ 与 $x$ 轴不垂直,设直线 $A B: ~ y=k(x-1), A\left(x_{1}, y_{1}\right), B\left(x_{2}, y_{2}\right)$ ,将 $A B$ 方程代入椭圆方程可得 $\left(1+2 k^{2}\right) x^{2}-4 k^{2} x+2\left(k^{2}-1\right)=0$ ,
则 $\mathrm{x}_{1}+\mathrm{x}_{2}=\frac{4 \mathrm{k}^{2}}{1+2 \mathrm{k}^{2}}, \mathrm{x}_{1} \mathrm{x}_{2}=\frac{2\left(\mathrm{k}^{2}-1\right)}{1+2 \mathrm{k}^{2}}$ ,
则 $C\left(\frac{2 k^{2}}{1+2 k^{2}}, \frac{-k}{1+2 k^{2}}\right)$ ,且 $|A B|=\sqrt{1+k^{2}} \cdot \sqrt{\left(x_{1}+x_{2}\right)^{2}-4 x_{1} x_{2}}=$
$\frac{2 \sqrt{2}\left(1+\mathrm{k}^{2}\right)}{1+2 \mathrm{k}^{2}}$,
若 $\mathrm{k}=0$ ,则 AB 的垂直平分线为 y 轴,与左准线平行,不合题意;
则 $\mathrm{k} \neq 0$ ,故PC: $\mathrm{y}+\frac{\mathrm{k}}{1+2 \mathrm{k}^{2}}=-\frac{1}{\mathrm{k}}\left(\mathrm{x}-\frac{2 \mathrm{k}^{2}}{1+2 \mathrm{k}^{2}}\right), \mathrm{P}\left(-2, \frac{2+5 \mathrm{k}^{2}}{\mathrm{k}\left(1+2 \mathrm{k}^{2}\right)}\right)$ ,
从而 $|\mathrm{PC}|=\frac{2\left(3 k^{2}+1\right) \sqrt{1+k^{2}}}{|k|\left(1+2 k^{2}\right)}$ ,
由 $|\mathrm{PC}|=2|\mathrm{AB}|$ ,可得 $\frac{2\left(3 \mathrm{k}^{2}+1\right) \sqrt{1+\mathrm{k}^{2}}}{|\mathrm{k}|\left(1+2 \mathrm{k}^{2}\right)}=\frac{4 \sqrt{2}\left(1+\mathrm{k}^{2}\right)}{1+2 \mathrm{k}^{2}}$ ,解得 $\mathrm{k}= \pm 1$ ,
此时 $A B$ 的方程为 $y=x-1$ 或 $y=-x+1$ .
点评 本题考查椭圆的方程和性质,主要考查椭圆的离心率和方程的运用,联立直线方程
:,运用韦达定理和弦长公式,同时考查两直线垂直和中点坐标公式的运用,属于中档题.