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考虑 E 的左焦点 F′,设 QF=m,RF=n,有:
3m=5n(1)
连接 PF′,QF′,由椭圆对称性易得四边形 PF′QF 为平行四边形。
所以 PF′// FQ,所以 ∠FPF′=∠QFR=60°。
考虑椭圆的第一定义,可得 ∣PF∣=∣QF′∣=2a−∣QF∣=2a−m,∣RF′∣=2a−∣RF∣=2a−n。
考虑 △PFF′ 和 △PF′R:
{∣PF∣=2a−m, ∣PF′∣=m, ∣FF′∣=2c, ∠FPF′=60°∣PF′∣=m, ∣PR∣=2a−m+n, ∣RF′∣=2a−n, ∠RPF′=60°
使用余弦定理:
⟹⟹{∣PF∣2+∣PF′∣2−∣FF′∣2=2⋅∣PF∣⋅∣PF′∣⋅cos∠FPF′∣PF′∣2+∣PR∣2−∣RF′∣2=2⋅∣PF′∣⋅∣PR∣⋅cos∠RPF′{(2a−m)2+m2−(2c)2=(2a−m)⋅mm2+(2a−m+n)2−(2a−n)2=m(2a−m+n){4a2−6am+3m2−4c2=03m2−6am−3mn+8an=0(2)(3)
将 (1) 代入 (3):
3m2−6am−3m⋅53m+8a⋅53m15m−30a−9m+24am=0=0=a(4)
将 (4) 代入 (2):
4a2−6a2+3a2−4c2a2e2=(ac)2e=0=4c2=41=21
所以 E 的离心率为 21。