已知椭圆 C _ 1 x ^ 2 a ^ 2 + y ^…——2020 高考数学第 19 题答案解析

2020_新课标II卷

2020 全国 第 19 题 解答题 区分题
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19.已知椭圆 $C _ { 1 } \colon \ \frac { x ^ { 2 } } { a ^ { 2 } } + \frac { y ^ { 2 } } { b ^ { 2 } } = 1 ( a { > } b { > } 0 )$ 的右焦点 $F { \overset { \underset { \mathrm { L } } { } } { } }$ 抛物线C<sub>2</sub>的焦点重合, $C _ { 1 }$ 的中心与C<sub>2</sub>的顶点重合.过F且与x轴重直的直线交C<sub>1</sub>于A,B两点,交C<sub>2</sub>于C,D两点,且 $| C D | { = } \frac { 4 } { 3 } | A B |$

(1)求 $C _ { 1 }$ 的离心率;

(2)若 $C _ { 1 }$ 的四个顶点到 $C _ { 2 }$ 的准线距离之和为12,求 $C _ { 1 }$ 与 $C _ { 2 }$ 的标准方程

参考答案

(1) $\frac { 1 } { 2 }$; (2) $C _ { 1 } : \ \frac { x ^ { 2 } } { 1 6 } + \frac { y ^ { 2 } } { 1 2 } = 1$ ,C<sub>2</sub>: $y ^ { 2 } = 8 x$

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【答案】① $\frac { 1 } { 2 }$ ;② $C _ { 1 } : \ \frac { x ^ { 2 } } { 1 6 } + \frac { y ^ { 2 } } { 1 2 } = 1$ ,C<sub>2</sub>: $y ^ { 2 } = 8 x$

【解析】

【分析】

(1)根据题意求出 $C _ { 2 }$ 的方程,结合椭圆和抛物线的对称性不妨设A C, 在第一象限,运用代入法求出A B C D, , , 点的纵坐标,根据 $\vert C D \vert = \frac { 4 } { 3 } \vert A B \vert$ ,结合椭圆离心率的公式进行求解即可;

> ②由①可以得到椭圆的标准方程,确定椭圆的四个顶点坐标,再确定抛物线的准线方程,最后结合已知进行求解即可;

【详解】解:(1)因为椭圆 $C _ { 1 }$ 的右焦点坐标为: $F ( \mathrm { c } , 0 )$ ,所以抛物线 $C _ { 2 }$ 的方程为 $y ^ { 2 } = 4 c x$ ,其中 $c = { \sqrt { a ^ { 2 } - b ^ { 2 } } }$

不妨设A C, 在第一象限,因为椭圆 $C _ { 1 }$ 的方程为: $\frac { x ^ { 2 } } { a ^ { 2 } } + \frac { y ^ { 2 } } { b ^ { 2 } } = 1$

所以当x c= 时,有 ${ \frac { c ^ { 2 } } { a ^ { 2 } } } + { \frac { y ^ { 2 } } { b ^ { 2 } } } = 1 \Rightarrow y = \pm { \frac { b ^ { 2 } } { a } }$ ,因此A B, 的纵坐标分别为 ${ \frac { b ^ { 2 } } { a } } , \ - { \frac { b ^ { 2 } } { a } }$ ;

又因为抛物线 $C _ { 2 }$ 的方程为 $y ^ { 2 } = 4 c x$ ,所以当 x c= 时,有 $y ^ { 2 } = 4 c \cdot c \Rightarrow y = \pm 2 c$

所以 $C , D$ 的纵坐标分别为2c, $- 2 c$ ,故| $A B | = { \frac { 2 b ^ { 2 } } { a } } , \vert C D | = 4 c$

由 $| C D | = \frac { 4 } { 3 } | A B$ |得 $4 c = { \frac { 8 b ^ { 2 } } { 3 a } }$ ,即 $3 \cdot { \frac { c } { a } } = 2 - 2 ( { \frac { c } { a } } ) ^ { 2 }$ ,解得 $\scriptstyle { \frac { c } { a } } = - 2$ (舍去), ${ \frac { c } { a } } = { \frac { 1 } { 2 } }$ 所以 $C _ { 1 }$ 的离心率为 $\frac { 1 } { 2 }$ .

> ②由①知a c= 2 , $b = \sqrt { 3 } c$ ,故 $C _ { 1 } : \frac { x ^ { 2 } } { 4 c ^ { 2 } } + \frac { y ^ { 2 } } { 3 c ^ { 2 } } = 1$ ,所以 $C _ { 1 }$ 的四个顶点坐标分别为 (2 ,0)c , ( 2 , 0)- c , $( 0 , { \sqrt { 3 } } c )$ $( 0 , - \sqrt { 3 } c )$ $C _ { 2 }$ 的准线为 $x = - c$

由已知得 $3 c + c + c + c = 1 2$ ,即 $c = 2$

所以 $C _ { 1 }$ 的标准方程为 $\frac { x ^ { 2 } } { 1 6 } + \frac { y ^ { 2 } } { 1 2 } = 1$ $C _ { 2 }$ 的标准方程为 $y ^ { 2 } = 8 x$

【点睛】本题考查了求椭圆的离心率,考查了求椭圆和抛物线的标准方程,考查了椭圆的四个顶点的坐标以及抛物线的准线方程,考查了数学运算能力.

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