Bài 64 trang 111 SBt Hình học 10 Nâng cao

Giải bài tập Bài 64 trang 111 SBt Hình học 10 Nâng cao

Đề bài

Cho elip \((E): \dfrac{{{x^2}}}{{{a^2}}} + \dfrac{{{y^2}}}{{{b^2}}} = 1 (a > b > 0).\) Gọi \(F_1, F_2\) là các tiêu điểm và \(A_1, A_2\) là các đỉnh trên trục lớn của \((E)\). \(M\) là điểm tùy ý trên \((E)\) có hình chiếu trên \(Ox\) là \(H\). Chứng minh rằng

a) \(M{F_1}.M{F_2} + O{M^2} = {a^2} + {b^2}\);

b) \({(M{F_1} - M{F_2})^2} = 4(O{M^2} - {b^2})\);

c) \(H{M^2} = - \dfrac{{{b^2}}}{{{a^2}}}.\overline {H{A_1}} .\overline {H{A_2}} \).

Lời giải chi tiết

(h.111).

\(M(x ; y) \in (E) \Rightarrow \dfrac{{{x^2}}}{{{a^2}}} + \dfrac{{{y^2}}}{{{b^2}}} = 1 ;\) \( M{F_1} = a + ex , M{F_2} = a - ex\)

a) Ta có

\(\begin{array}{l}M{F_1}.M{F_2} + O{M^2}\\ = (a + ex)(a - ex) + {x^2} + {y^2}\\= {a^2} - {e^2}{x^2} + {x^2} + {y^2}\\= {a^2} + {y^2} + {x^2}\left( {1 - \dfrac{{{c^2}}}{{{a^2}}}} \right)\\= {a^2} + {y^2} + {b^2}. \dfrac{{{x^2}}}{{{a^2}}}\\= {a^2} + {y^2} + {b^2}\left( {1 - \dfrac{{{y^2}}}{{{b^2}}}} \right) = {a^2} + {b^2}.\end{array}\)

\(\begin{array}{l}{(M{F_1} - M{F_2})^2} = 4{e^2}{x^2}.(1)\\4(O{M^2} - {b^2}) = 4({x^2} + {y^2} - {b^2})\\ = 4.\left[ {{x^2} + \left( {{b^2} - \dfrac{{{b^2}}}{{{a^2}}}{x^2}} \right) - {b^2}} \right]\\= 4{x^2}\left( {1 - \dfrac{{{b^2}}}{{{a^2}}}} \right) = 4{e^2}{x^2}.(2)\end{array}\)

Từ (1) và (2) suy ra \({(M{F_1} - M{F_2})^2} = 4(O{M^2} - {b^2})\).

\(\begin{array}{l}H{M^2} = {y^2}.\\ - \dfrac{{{b^2}}}{{{a^2}}}\overline {H{A_1}} .\overline {H{A_2}}\\ = - \dfrac{{{b^2}}}{{{a^2}}}( - a - x)(a - x) \\= \dfrac{{{b^2}}}{{{a^2}}}({a^2} - {x^2}) = {b^2} - \dfrac{{{b^2}}}{{{a^2}}}{x^2}\\= {b^2} - ({b^2} - {y^2}) = {y^2}\\ \Rightarrow H{M^2} = - \dfrac{{{b^2}}}{{{a^2}}}\overline {H{A_1}} .\overline {H{A_2}} .\end{array}\)

Loigiaihay.com