题目
设F1,F2为椭圆C:((x)^2)/(36)+((y)^2)/(20)=1的两个焦点,M为C上一点且在第一象限.若△MF1F2为等腰三角形,则M的坐标为 ____ .
设F1,F2为椭圆C:$\frac{{x}^{2}}{36}$+$\frac{{y}^{2}}{20}$=1的两个焦点,M为C上一点且在第一象限.若△MF1F2为等腰三角形,则M的坐标为 ____ .
题目解答
答案
解:设M(m,n),m,n>0,椭圆C:$\frac{{x}^{2}}{36}$+$\frac{{y}^{2}}{20}$=1的a=6,b=2$\sqrt{5}$,c=4,
e=$\frac{c}{a}$=$\frac{2}{3}$,
由于M为C上一点且在第一象限,可得|MF1|>|MF2|,
△MF1F2为等腰三角形,可能|MF1|=2c或|MF2|=2c,
即有6+$\frac{2}{3}$m=8,即m=3,n=$\sqrt{15}$;
6-$\frac{2}{3}$m=8,即m=-3<0,舍去.
可得M(3,$\sqrt{15}$).
故答案为:(3,$\sqrt{15}$).
e=$\frac{c}{a}$=$\frac{2}{3}$,
由于M为C上一点且在第一象限,可得|MF1|>|MF2|,
△MF1F2为等腰三角形,可能|MF1|=2c或|MF2|=2c,
即有6+$\frac{2}{3}$m=8,即m=3,n=$\sqrt{15}$;
6-$\frac{2}{3}$m=8,即m=-3<0,舍去.
可得M(3,$\sqrt{15}$).
故答案为:(3,$\sqrt{15}$).
解析
考查要点:本题主要考查椭圆的标准方程、焦点性质、等腰三角形的性质,以及焦半径公式的应用。
解题核心思路:
- 确定椭圆参数:根据标准方程求出长半轴$a$、短半轴$b$、焦距$c$,并确定焦点坐标。
- 分析等腰三角形条件:△MF₁F₂为等腰三角形,可能的边长组合为$|MF₁|=|F₁F₂|$或$|MF₂|=|F₁F₂|$。
- 利用焦半径公式:椭圆上点到焦点的距离公式为$|MF₁|=a+ex$,$|MF₂|=a-ex$($e$为离心率),结合等腰条件列方程求解坐标。
- 验证解的合理性:确保解在第一象限。
破题关键点:
- 焦半径公式的灵活应用,避免直接计算距离的复杂运算。
- 分类讨论等腰情况,排除不符合条件的解。
步骤1:确定椭圆参数
椭圆方程为$\frac{x^2}{36}+\frac{y^2}{20}=1$,可得:
- 长半轴$a=6$,短半轴$b=2\sqrt{5}$,
- 焦距$c=\sqrt{a^2-b^2}=4$,
- 焦点坐标$F_1(-4,0)$,$F_2(4,0)$,
- 离心率$e=\frac{c}{a}=\frac{2}{3}$。
步骤2:分析等腰三角形条件
△MF₁F₂为等腰三角形,可能的边长组合为:
- $|MF₁|=|F₁F₂|=8$,
- $|MF₂|=|F₁F₂|=8$。
步骤3:利用焦半径公式列方程
-
情况1:$|MF₁|=8$
根据焦半径公式$|MF₁|=a+ex=6+\frac{2}{3}m$,得方程:
$6+\frac{2}{3}m=8 \implies m=3.$
代入椭圆方程求$n$:
$\frac{3^2}{36}+\frac{n^2}{20}=1 \implies n=\sqrt{15}.$
此时$M(3,\sqrt{15})$在第一象限,符合条件。 -
情况2:$|MF₂|=8$
根据焦半径公式$|MF₂|=a-ex=6-\frac{2}{3}m$,得方程:
$6-\frac{2}{3}m=8 \implies m=-3.$
$m=-3$不满足第一象限条件,舍去。
步骤4:结论
唯一符合条件的解为$M(3,\sqrt{15})$。