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2021年高考数学天津18

  2022-05-03 08:26:26  

18.(15分)已知椭圆$\dfrac{{x}^{2}}{{a}^{2}}+\dfrac{{y}^{2}}{{b}^{2}}=1(a>b>0)$的右焦点为$F$,上顶点为$B$,离心率为$\dfrac{2\sqrt{5}}{5}$,且$\vert BF\vert =\sqrt{5}$.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)直线$l$与椭圆有唯一的公共点$M$,与$y$轴的正半轴交于点$N$,过$N$与$BF$垂直的直线交$x$轴于点$P$.若$MP//BF$,求直线$l$的方程.
分析:(1)由离心率$e=\dfrac{2\sqrt{5}}{5}$,$\vert BF\vert =\sqrt{5}$,列方程组,解得$a$,$b$,$c$,即可得出答案.
(2)设$M(x_{0}$,$y_{0})$,则切线$MN$的方程为$\dfrac{{x}_{0}x}{5}+y_{0}y=1$,令$x=0$,得$N$点的坐标,由$PN\bot BF$,推出$ k_{NP}=2$,设$P(x_{1}$,$0)$,则$x_{1}=-\dfrac{1}{2{y}_{0}}$,由$MP//BF$,得$x_{0}=-2y_{0}-\dfrac{1}{2{y}_{0}}$,结合$\dfrac{{{x}_{0}}^{2}}{5}+y_{0}^{2}=1$,解得$y_{0}$,$x_{0}$,即可得出答案.
解:(1)因为离心率$e=\dfrac{2\sqrt{5}}{5}$,$\vert BF\vert =\sqrt{5}$
所以$\left\{\begin{array}{l}{\dfrac{c}{a}=\dfrac{2\sqrt{5}}{5}}\\ {a=\sqrt{5}}\\ {{a}^{2}={b}^{2}+{c}^{2}}\end{array}\right.$,解得$a=\sqrt{5}$,$c=2$,$b=1$,
所以椭圆的方程为$\dfrac{{x}^{2}}{5}+y^{2}=1$.
(2)

设$M(x_{0}$,$y_{0})$,
则切线$MN$的方程为$\dfrac{{x}_{0}x}{5}+y_{0}y=1$,
令$x=0$,得$y_{N}=\dfrac{1}{{y}_{0}}$,
因为$PN\bot BF$,
所以$k_{PN}\cdot k_{BF}=-1$,
所以$k_{PN}\cdot (-\dfrac{1}{2})=-1$,解得$k_{NP}=2$,
设$P(x_{1}$,$0)$,则$k_{NP}=\dfrac{\dfrac{1}{{y}_{0}}}{0-{x}_{1}}=2$,即$x_{1}=-\dfrac{1}{2{y}_{0}}$,
因为$MP//BF$,
所以$k_{MP}=k_{BF}$,
所以$\dfrac{{y}_{0}}{{x}_{0}+\dfrac{1}{2{y}_{0}}}=-\dfrac{1}{2}$,即$-2y_{0}=x_{0}+\dfrac{1}{2{y}_{0}}$,
所以$x_{0}=-2y_{0}-\dfrac{1}{2{y}_{0}}$,
又因为$\dfrac{{{x}_{0}}^{2}}{5}+y_{0}^{2}=1$,
所以$\dfrac{4{{y}_{0}}^{2}}{5}+\dfrac{2}{5}+\dfrac{1}{20{{y}_{0}}^{2}}+y_{0}^{2}=1$,
解得$y_{0}=\pm \dfrac{\sqrt{6}}{6}$,
因为$y_{N}>0$,
所以$y_{0}>0$,
所以$y_{0}=\dfrac{\sqrt{6}}{6}$,$x_{0}=-\dfrac{\sqrt{6}}{3}-\dfrac{3}{\sqrt{6}}=-\dfrac{5\sqrt{6}}{6}$,
所以$\dfrac{-\dfrac{5\sqrt{6}}{6}x}{5}+\dfrac{\sqrt{6}}{6}y=1$,即$x-y+\sqrt{6}=0$.

点评:本题考查椭圆的方程,直线与椭圆的位置关系,解题中需要一定的计算能力,属于中档题.

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