题目
若椭圆上存在点 满足 ,且 的平分线与椭圆 交于点 ,使得 ,则该椭圆的离心率 __。
参考解答
解析:
设椭圆方程为 ,记
因为 、 都在椭圆上,所以
第一步:在两个三角形中用余弦定理与勾股定理
在 △PF₁F₂ 中,由余弦定理
在 △QF₁F₂ 中,由 QF₁⊥QF₂ 及勾股定理
比较两式得
第二步:用角平分线与正弦定理联系角
设 平分 ∠F₁PF₂,记
设 ∠F₁QP=α,由 ∠F₁QF₂=90° 得
在 中,由正弦定理
在 中,由正弦定理
即
得
由 得
于是
从而
因为 ,故
第三步:由 分别解出 、
由 得 ,由 得 。两式相加:
又 ,代入得
解得
于是
第四步:算出 ,再求离心率
代入 、、:
又由 得
即
所以
补充说明:
一是由 与 还可得
即 ;与 联立直接得到 ,同样算出 。
二是 ,所以 取正根, 也保证了解出的 、、 有意义。
三是反向可验证:当 时,取 ,椭圆上确实存在满足条件 cos∠F₁PF₂ = 3/5 的点 ,且其角平分线交椭圆所得的点 满足 QF₁⊥QF₂(数值检验其夹角余弦约为 )。
答案: