16.(5分)已知 F 是椭圆 C 的一个焦点, B 是短轴的一个端点,线段 BF 的延长线交 C 于点 D ,且 $\overrightarrow{\mathrm{BF}}=2 \overrightarrow{\mathrm{FD}}$ ,则 C 的离心率为 $\_\_\_\_$ $\frac{\sqrt{3}}{3}$。
(5分)已知 F 是椭圆 C 的一个焦点, B 是短轴的一…——2010 高考数学第 16 题答案解析
2010_旧全国 I 卷 (2010·理)
完整解析 · 逐步详解
【考点】K4:椭圆的性质.
【专题】16:压轴题;31:数形结合.
【分析】由椭圆的性质求出 $|\mathrm{BF}|$ 的值,利用已知的向量间的关系、三角形相似求出 D 的横坐标,再由椭圆的第二定义求出 $|\mathrm{FD}|$ 的值,又由 $|\mathrm{BF}|=2|\mathrm{FD}|$ 建立关于 $a$ 、 $c$ 的方程,解方程求出 $\frac{c}{a}$ 的值.
【解答】解:如图,$|B F|=\sqrt{b^{2}+c^{2}}=a$ ,
作 $\mathrm{DD}_{1} \perp \mathrm{y}$ 轴于点 $\mathrm{D}_{1}$ ,则由 $\overrightarrow{\mathrm{BF}}=2 \overrightarrow{\mathrm{FD}}$ ,得 $\frac{|\mathrm{OF}|}{\left|\mathrm{DD}_{1}\right|}=\frac{|\mathrm{BF}|}{|\mathrm{BD}|}=\frac{2}{3}$ ,所以,
$$ \left|\mathrm{DD}_{1}\right|=\frac{3}{2}|\mathrm{OF}|=\frac{3}{2} \mathrm{c}, $$
即 $x_{D}=\frac{3 c}{2}$ ,由椭圆的第二定义得 $|F D|=e\left(\frac{a^{2}}{c}-\frac{3 c}{2}\right)=a-\frac{3 c^{2}}{2 a}$
又由 $|B F|=2|F D|$ ,得 $a=2 a-\frac{3 c^{2}}{a}, a^{2}=3 c^{2}$ ,解得 $e=\frac{c}{a}=\frac{\sqrt{3}}{3}$ ,
故答案为:$\frac{\sqrt{3}}{3}$ .
【点评】本小题主要考查椭圆的方程与几何性质、第二定义、平面向量知识,考查了数形结合思想、方程思想,本题凸显解析几何的特点:"数研究形,形助数",利用几何性质可寻求到简化问题的捷径.