复旦大学 2021年强基第6题

强基计划真题

📝 题目

缺失 二、简答题(共 4 小题, 70 分,其中 $7 、 8$ 小题每小题 15 分, $9 、 10$ 小题每小题 20 分)

💡 答案解析

解析:由 $B F_{1}=B A, A F_{1}$ 的中点为 $H$ ,则显然由 $B H \perp A F_{1}$ ,结论 1 正确; 作 $\angle F_{1} B F_{2}$ 的平分线交 $F_{1} F_{2}$ 于 $C$ 点,则有 $B H \perp B C$ , 由角平分线的性质有 $\displaystyle \frac{C F_{1}}{B F_{1}}=\frac{C F_{2}}{B F_{2}}=e$ , 设椭圆 $\displaystyle \frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1(a\gt b\gt 0), B\left(x_{0}, y_{0}\right)$ ,可得 $B F_{1}=e x_{0}+a$ , 所以 $C F_{1}=e^{2} x_{0}+c$ ,所以 $C\left(e^{2} x_{0}, 0\right)$ ,可得 $\displaystyle k_{B C}=\frac{a^{2} y_{0}}{b^{2} x_{0}}$ ,则 $\displaystyle k_{B H}=-\frac{b^{2} x_{0}}{a^{2} y_{0}}$ , 可得 $\displaystyle B H: \frac{x_{0} x}{a^{2}}+\frac{y_{0} y}{b^{2}}=1$ 为椭圆的切线,结论 2 正确。

📋 详细解题步骤

步骤 1/6
目标:证明结论1:BH垂直于AF1
由BF1=BA,且H为AF1中点,根据等腰三角形三线合一,得BH⊥AF1,结论1正确。
公式:等腰三角形底边中线垂直于底边
提示:注意等腰三角形的性质
步骤 2/6
目标:作角F1BF2的平分线交F1F2于C,并利用角平分线性质
作∠F1BF2的平分线交F1F2于C,则BH⊥BC。由角平分线性质得CF1/BF1=CF2/BF2=e。
公式:角平分线性质:CF1/BF1=CF2/BF2=e
提示:角平分线性质与椭圆第二定义结合
步骤 3/6
目标:设椭圆方程和B点坐标,表示BF1
设椭圆x²/a²+y²/b²=1(a>b>0),B(x0,y0)。由椭圆第二定义,BF1=e x0+a。
公式:BF1 = e x0 + a
提示:椭圆第二定义:点到焦点距离与到准线距离之比为e
步骤 4/6
目标:计算CF1和C点坐标
由CF1=e·BF1=e(e x0+a)=e² x0+c,得C(e² x0, 0)。
公式:CF1 = e² x0 + c
提示:注意c=ae
步骤 5/6
目标:求直线BC的斜率
k_BC = (y0-0)/(x0-e² x0) = y0/(x0(1-e²)) = a² y0/(b² x0),因为1-e²=b²/a²。
公式:k_BC = a² y0/(b² x0)
提示:利用椭圆基本量关系
步骤 6/6
目标:求直线BH的斜率并写出方程
由BH⊥BC,得k_BH = -b² x0/(a² y0)。则BH方程为(x0 x)/a² + (y0 y)/b² = 1。
公式:k_BH = -b² x0/(a² y0)
提示:垂直斜率乘积为-1

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