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三个顶点均在椭圆上的三角形称为椭圆的内接三角形.已知点A是椭圆的一个短轴端点,如果以A为直角顶点的椭圆内接等腰直角三角形有且仅有三个,则椭圆的离心率的取值范围是


  1. A.
    数学公式
  2. B.
    数学公式
  3. C.
    数学公式
  4. D.
    数学公式
D
分析:设椭圆的方程为,直线AB方程为y=kx+b(k>0),两方程联解得到B的横坐标为-,从而得|AB|=,同理得到|AC|=.根据|AB|=|AC|建立关于k、a、b的方程,化简整理得到(k-1)[b2k2+(b2-a2)k+b2]=0,结合题意得该方程有三个不相等的实数根,根据一元二次方程根与系数的关系和根的判别式建立关于a、b的不等式,解之即得c2>2b2,由此结合a2=b2+c2即可解出该椭圆的离心率的取值范围.
解答:解:设椭圆的方程为(a>b>0),
根据BA、AC互相垂直,设直线AB方程为y=kx+b(k>0),AC方程为y=-x+b
,消去y并化简得(a2k2+b2)x2+2ka2bx=0
解之得x1=0,x2=-,可得B的横坐标为-
∴|AB|=|x1-x2|=
同理可得,|AC|=
∵△ABC是以A为直角顶点的椭圆内接等腰直角三角形,
∴|AB|=|AC|即=
化简整理,得b2k3-a2k2+a2k-b2=0,分解因式得:(k-1)[b2k2+(b2-a2)k+b2]=0…(*)
方程(*)的一个解是k1=1,另两个解是方程b2k2+(b2-a2)k+b2=0的根
∵k1=1不是方程b2k2+(b2-a2)k+b2=0的根,
∴当方程b2k2+(b2-a2)k+b2=0有两个不相等的正数根时,方程(*)有3个不相等的实数根
相应地,以A为直角顶点的椭圆内接等腰直角三角形也有三个.
因此,△=(b2-a22-2b4>0且,化简得c2>2b2
即3c2>2a2,两边都除以3a2
∴离心率e满足e2,解之得e>,结合椭圆的离心率e<1,得<e<1
故选:D
点评:本题给出以椭圆上顶点为直角顶点的内接等腰直角三角形存在3个,求椭圆的离心率取值范围,着重考查了椭圆的标准方程、简单几何性质和直线与椭圆位置关系等知识点,属于中档题.
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A.
B.
C.
D.

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