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已知椭圆 C:x2a2+y2b2=1 (a>b>0) 的左、右焦点分别为 F1,F2, 离心率为 e. 若点 P(x0,32) 在 C 上, 且 ΔPF1F2 内心为 I(12,12), 半径为 r, 则

  • A. r=12
  • B. e=12
  • C. a=2
  • D. ΔPF1F2 为锐角三角形
解

  • A r=yI=12, 显然正确.
  • B ΔPF1F2 的面积可以有两种表示方法: S=12(2c)yP=12(2a+2c)r⇒32e=(1+e)r, 解得 e=12. 所以正确. 同时也能得到 a:b:c=2:3:1.
  • C 现在还有 xI=12 的条件没用. 设 I 在 x 轴上的投影为 H, 则根据内心的性质, PF1−PF2=HF1−HF2=(c+12)−(c−12)=1. 另一方面根据焦半径公式 PF1−PF2=(a+exP)−(a−exP)=2exP=xP, 所以 xP=1. 将 P(1,32) 和 b=32a 代入 C 中, 解得 a=2, 正确. 同时也能得到 c=1.
  • D 既然前三个都对了, 那这个可以扔咯 因为 xP=1=xF2, 所以 PF2⊥F1F2, ΔPF1F2 是直角三角形, 错误!

综上, 答案是 ABC.
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关于 C 选项有一个二级结论: 在椭圆的焦点三角形中, 内心横坐标 xI 与顶点横坐标 x0 满足: xI=ex0. 这是因为根据奔驰定理和焦半径公式, xI=PF2⋅xF1+PF1⋅xF2+F1F2⋅xPPF1+PF2+F1F2=(a−ex0)(−c)+(a+ex0)c+(2c)x02a+2c=ex0. 这样可以更快解出本题.