10.(5分)已知陏圆 $E: \frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1(a>b>0)$ 的右焦点为 $F(3,0)$ ,过点 $F$ 的直线交椭圆 $E$ 于 $A , B$ 两点.若 $A B$ 的中点坐标为 $(1,-1)$ ,则 $E$ 的方程为
(5分)已知陏圆 E: x^ 2 a^ 2 + y^ 2…——2013 高考数学第 10 题答案解析
2013_新课标 I 卷 (2013·理)
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【考点】K3:椭圆的标准方程.
【专题】5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】设 $A\left(x_{1}, y_{1}\right), B\left(x_{2}, y_{2}\right)$ ,代入椭圆方程得 $\left\{\begin{array}{l}\frac{x_{1}^{2}}{a^{2}}+\frac{y_{1}^{2}}{b^{2}}=1 \\ \frac{x_{2}^{2}}{a^{2}}+\frac{y_{2}^{2}}{b^{2}}=1\end{array}\right.$ ,利用"点差法"可得 $\frac{x_{1}+x_{2}}{a^{2}}+\frac{y_{1}-y_{2}}{x_{1}-x_{2}} \cdot \frac{y_{1}+y_{2}}{b^{2}}=0$ .利用中点坐标公式可得 $x_{1}+x_{2}=2, y_{1}+y_{2} =-2$ ,利用斜率计算公式可得 $k_{A B}=\frac{y_{1}-y_{2}}{x_{1}-x_{2}}=\frac{-1-0}{1-3}=\frac{1}{2}$ .于是得到
$\frac{2}{a^{2}}+\frac{1}{2} \times \frac{-2}{b^{2}}=0$ ,化为 $a^{2}=2 b^{2}$ ,再利用 $c=3=\sqrt{a^{2}-b^{2}}$ ,即可解得 $a^{2}, ~ b^{2}$ 。进而得到椭圆的方程.
【解答】解:设 $A\left(\mathrm{x}_{1}, \mathrm{y}_{1}\right)$ ,$B\left(\mathrm{x}_{2}, \mathrm{y}_{2}\right)$ ,
代入椭圆方程得 $\left\{\begin{array}{l}\frac{x_{1}^{2}}{a^{2}}+\frac{y_{1}^{2}}{b^{2}}=1 \\ \frac{x_{2}^{2}}{a^{2}}+\frac{y_{2}^{2}}{b^{2}}=1\end{array}\right.$ ,
相减得 $\frac{x_{1}^{2}-x_{2}^{2}}{a^{2}}+\frac{y_{1}^{2}-y_{2}^{2}}{b^{2}}=0$ ,
$\therefore \frac{x_{1}+x_{2}}{a^{2}}+\frac{y_{1}-y_{2}}{x_{1}-x_{2}} \cdot \frac{y_{1}+y_{2}}{b^{2}}=0$ .
$\because x_{1}+x_{2}=2, \quad y_{1}+y_{2}=-2, \quad k_{A B}=\frac{y_{1}-y_{2}}{x_{1}-x_{2}}=\frac{-1-0}{1-3}=\frac{1}{2}$.
$\therefore \frac{2}{a^{2}}+\frac{1}{2} \times \frac{-2}{b^{2}}=0$ ,
化为 $a^{2}=2 b^{2}$ ,又 $c=3=\sqrt{a^{2}-b^{2}}$ ,解得 $a^{2}=18, ~ b^{2}=9$ .
∴ 椭圆 E 的方程为 $\frac{\mathrm{x}^{2}}{18}+\frac{\mathrm{y}^{2}}{9}=1$ .
故选:D.
【点评】熟练掌握"点差法"和中点坐标公式、斜率的计算公式是解题的关键.