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问题: 椭圆的离心率

已知F1、F2为椭圆的两个焦点,过F2的直线交椭圆于PQ两点,且PF1⊥PQ,|PF1|=|PQ|。求椭圆的离心率。

解答:

已知F1、F2为椭圆的两个焦点,过F2的直线交椭圆于PQ两点,且PF1⊥PQ,|PF1|=|PQ|。求椭圆的离心率。

如图
不妨设椭圆的方程为:x^2/a^2+y^2/b^2=1(a>b>0)
连接QF1
设PF2=m,QF2=n
则,|PQ|=|PF1|=m+n
根据椭圆的定义,有:|PF1|+|PF2|=2a
即:m+n+m=2a………………………………………………(1)
且,|QF1|+|QF2|=2a
因为PF1⊥PQ,|PF1|=|PQ|
所以,根据勾股定理有:|QF1|=√2|PQ|=√2(m+n)
所以,√2(m+n)+n=2a………………………………………(2)
联立(1)(2)得到:
m=2(√2-1)a
n=2(3-2√2)a
所以,|PF1|=m+n=2(2-√2)a
所以,在Rt△PF1F2中,|PF1|=2(2-√2)a、|PF2|=2(√2-1)a、|F1F2|=2c
由勾股定理有:|PF1|^2+|PF2|^2=|F1F2|^2
===> [2(2-√2)a]^2+[2(√2-1)a]^2=4c^2
===> (2-√2)^2*a^2+(√2-1)^2*a^2=c^2
===> [6-4√2+3-2√2]a^2=c^2
===> c^2/a^2=(9-6√2)
===> e^2=(9-6√2)=(√6-√3)^2
===> e=√6-√3