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已知椭圆C的方程为
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0),双曲线
x2
a2
-
y2
b2
=1的两条渐近线为l1,l2,过椭圆C的右焦点F作直线l,使l⊥l1,又l与l2交于P点,设l与椭圆C的两个交点由上至下依次为A,B.
(1)若l1与l2夹角为60°,双曲线的焦距为4时,求椭圆C的方程及离心率;
(2)求
FA
AP
的最大值.
考点:直线与圆锥曲线的综合问题
专题:综合题,圆锥曲线中的最值与范围问题
分析:(1)由题意,先由双曲线的性质得出a,b所满足的关系式a=
3
b,再与a2+b2=22联立求出两者的值即可得出椭圆的方程;
(2)由题意,联立l与l2的方程求出它们的交点P点的坐标,再令
FA
AP
=λ,利用引入的参数表示出点A的坐标,由于点A在椭圆上,代入椭圆的方程结合椭圆的性质求出λ的取值范围,即可得出所求的最大值.
解答: 解:(1)双曲线的渐近线为y=±
b
a
x,两渐近线夹角为60°,又
b
a
<1,∴∠POx=30°,
b
a
=tan 30°=
3
3
,∴a=
3
b.又a2+b2=22
∴3b2+b2=4,
∴b2=1,a2=3,∴椭圆C的方程为
x2
3
+y2=1,
∴离心率e=
a2-b2
a
=
6
3

(2)由已知,l:y=
a
b
(x-c)与y=
b
a
x联立,
解方程组得P(
a2
c
ab
c
).
FA
AP
=λ,则
FA
AP
,∵F(c,0),设A(x0,y0),
则(x0-c,y0)=λ(
a2
c
-x0
ab
c
-y0)

∴x0=
c+λ×
a2
c
1+λ
,y0=
λ×
ab
c
1+λ
.即A(
c+λ×
a2
c
1+λ
λ×
ab
c
1+λ
).
将A点坐标代入椭圆方程,得(c2+λa222a4=(1+λ)2a2c2
等式两边同除以a4,(e2+λ)22=e2(1+λ)2,e∈(0,1),
∴λ2=
e4-e2
e2-2
=-[2-e2+
2
2-e2
]
+3≤-2 
(2-e2
2
2-e2
+3=3-2
2
=(
2
-1)2
∴当2-e2=
2
,即e2=2-
2
时,λ有最大值
2
-1,即
FA
AP
的最大值为
2
-1.
点评:本题考查直线与圆锥曲线的综合问题,此类题运算量大,综合性强,容易出错,解答时要严谨,避免变形出错导致解题失败
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a
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,向量
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4
)
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1
a
+
2
b
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1
2
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1
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3
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2
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x2
12
+
y2
b2
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3
2
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x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
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