(15 分) 已知椭圆 C: x^ 2 a^ 2 + y^…——2025 高考数学第 16 题答案解析

2025_新课标II卷

2025 全国 第 16 题 解答题 区分题
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16. (15 分)
已知椭圆 $C: \frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1(a>b>0)$ 的离心率为 $\frac{\sqrt{2}}{2}$ ,长轴长为 4 ,
(1) 求 $C$ 的方程;
(2) 过点(0,-2)的直线 $l$ 与 $C$ 交于 $A , B$ 两点,$O$ 为坐标原点.若 $\triangle O A B$ 的面积为 $\sqrt{2}$ ,求 $|A B|$ .

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【解答】
(15 分)椭圆 $C: \frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1(a>b>0)$ 的离心率为 $\frac{\sqrt{2}}{2}$ ,长轴长为4。

(1) 求 $C$ 的方程;
(2) 过点(0,-2)的直线 $l$ 与 $C$ 交于 $A, B$ 两点,$O$ 为坐标原点,若 $S_{\triangle O A B}=\sqrt{2}$ ,求 $|A B|$ .

【解答】①$a=2, b=\sqrt{2}, c=\sqrt{2}$ ,椭圆方程为:$\frac{x^{2}}{4}+\frac{y^{2}}{2}=1$ ;

② 设 $l: y=k x-2$ ,点 $P(0,-2)$ ,点 $A\left(x_{1}, y_{1}\right), B\left(x_{2}, y_{2}\right)$ ,

联立 $\left\{\begin{array}{l}\frac{x^{2}}{4}+\frac{y^{2}}{2}=1 \\ y=k x-2\end{array}\right.$ 可得:$\left(2 k^{2}+1\right) x^{2}-8 k x+4=0$ ,其判别式为 $\Delta=32 k^{2}-16$ ,
$x_{1}+x_{2}=\frac{8 k}{2 k^{2}+1}, \quad x_{1} x_{2}=\frac{4}{2 k^{2}+1}>0$(两根同号),
由 $\Delta>0$ ,可得 $k>\frac{\sqrt{2}}{2}$ 或 $k<-\frac{\sqrt{2}}{2}$ ,
$S_{\triangle O A B}=S_{\triangle O P B}-S_{\triangle O P A}=\frac{1}{2} \times 2\left|x_{2}\right|-\frac{1}{2} \times 2\left|x_{1}\right|=\left|x_{2}-x_{1}\right|=\frac{\sqrt{\Delta}}{2 k^{2}+1}=\sqrt{2}$,
解得 $k^{2}=\frac{3}{2}$ ,
$|A B|=\sqrt{k^{2}+1}\left|x_{2}-x_{1}\right|=\sqrt{\frac{5}{2}} \times \sqrt{2}=\sqrt{5}$.

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