(20)(本小题满分 12 分) 设 F_ 1 , F_…——2010 高考数学第 19 题答案解析

2010_老新课标卷 (2010·文)

2010 ?? 第 19 题 解答题 区分题
2010_老新课标卷 (2010·文)

(20)(本小题满分 12 分)
设 $F_{1}, F_{2}$ 分别是椭圆 $\mathrm{E}: x^{2}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1(0<\mathrm{b}<1)$ 的左、右焦点,过 $F_{1}$ 的直线 $l$与 E 相交于 $\mathrm{A} , \mathrm{~B}$ 两点,且 $\left|A F_{2}\right|,|A B|,\left|B F_{2}\right|$ 成等差数列。
(I)求 $|A B|$
(II)若直线 $l$ 的斜率为 1 ,求 b 的值。

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【解答】
解:
(I)由椭圆定义知 $\left|\mathrm{AF}_{2}\right|+|\mathrm{AB}|+\left|\mathrm{BF}_{2}\right|=4$
又 $2|\mathrm{AB}|=\left|\mathrm{AF}_{2}\right|+\left|\mathrm{BF}_{2}\right|$ ,得 $|\mathrm{AB}|=\frac{4}{3}$
(II)L的方程式为 $\mathrm{y}=\mathrm{x}+\mathrm{c}$ ,其中 $c=\sqrt{1-b^{2}}$
设 $\mathrm{A}\left(\mathrm{x}_{1}, \mathrm{y}_{1}\right), \mathrm{B}\left(\mathrm{x}_{2}, \mathrm{y}_{2}\right)$ ,则A,B 两点坐标满足方程组

$$ \left\{\begin{array}{l} \mathrm{y}=\mathrm{x}+\mathrm{c} \\ \mathrm{x}^{2}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1 \end{array}\right. $$

化简得 $\left(1+b^{2}\right) x^{2}+2 c x+1-2 b^{2}=0$ .

则 $x_{1}+x_{2}=\frac{-2 c}{1+b^{2}}, x_{1} x_{2}=\frac{1-2 b^{2}}{1+b^{2}}$ .
因为直线 AB 的斜率为 1 ,所以 $|\mathrm{AB}|=\sqrt{2}\left|\mathrm{x}_{2}-\mathrm{x}_{1}\right|$

即 $\frac{4}{3}=\sqrt{2}\left|x_{2}-x_{1}\right|$ 。
则 $\frac{8}{9}=\left(x_{1}+x_{2}\right)^{2}-4 x_{1} x_{2}=\frac{4\left(1-b^{2}\right)}{\left(1+b^{2}\right)^{2}}-\frac{4\left(1-2 b^{2}\right)}{1+b^{2}}=\frac{8 b^{4}}{1+b^{2}}$
解得 $b=\frac{\sqrt{2}}{2}$ .

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