如图,两个椭圆x225+y29=1\dfrac{{x}^{2}}{25}+ \dfrac{{y}^{2}}{9}=1、y225+x29=1\dfrac{{y}^{2}}{25}+ \dfrac{{x}^{2}}{9}=1内部重叠区域的边界记为曲线CC,PP是曲线CC上的任意一点,给出下列三个判断: (1)P(1)P到F1(−4,0){F}_{1}\left(-4,0\right) 、F2(4,0){F}_{2}\left(4,0\right) 、E1(0,−4){E}_{1}\left(0,-4\right) 、E2(0,4){E}_{2}\left(0,4\right) 四点的距离之和为定值 (2)曲线CC关于直线y=xy=x、y=−xy=-x均对称 (3)曲线CC所围区域面积必小于3636 上述判断中正确命题的个数为()()
A. 00个
B. 11个
C. 22个
D. 33个

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完整解法

1. 检验判断(1)是否成立

椭圆 E1:x225+y29=1E_1: \dfrac{x^2}{25} + \dfrac{y^2}{9} = 1 的焦点为 F1(−4,0),F2(4,0)F_1(-4,0), F_2(4,0),长半轴长 a=5a=5;椭圆 E2:y225+x29=1E_2: \dfrac{y^2}{25} + \dfrac{x^2}{9} = 1 的焦点为 E1(0,−4),E2(0,4)E_1(0,-4), E_2(0,4),长半轴长 a=5a=5。
若 PP 为两椭圆在第一象限的交点 P0(1534,1534)P_0\left(\dfrac{15}{\sqrt{34}}, \dfrac{15}{\sqrt{34}}\right),则 P0P_0 同时在 E1E_1 和 E2E_2 上,有 P0F1+P0F2=10P_0F_1 + P_0F_2 = 10 且 P0E1+P0E2=10P_0E_1 + P_0E_2 = 10,四距离之和为 10+10=2010 + 10 = 20。
取曲线 CC 上的另一点 P1(0,3)P_1(0, 3)(E1E_1 的上顶点):因为 0225+329=1\dfrac{0^2}{25} + \dfrac{3^2}{9} = 1 且 3225+029=925<1\dfrac{3^2}{25} + \dfrac{0^2}{9} = \dfrac{9}{25} < 1,所以 P1(0,3)P_1(0,3) 在曲线 CC 上。
此时 P1F1+P1F2=10P_1F_1 + P_1F_2 = 10,P1E1=∣3−(−4)∣=7P_1E_1 = |3 - (-4)| = 7,P1E2=∣3−4∣=1P_1E_2 = |3 - 4| = 1,得四距离之和为 10+7+1=18≠2010 + 7 + 1 = 18 \neq 20。
因此,PP 到四点的距离之和不是定值,判断(1)错误。

2. 检验判断(2)是否成立

将椭圆 E1:x225+y29=1E_1: \dfrac{x^2}{25} + \dfrac{y^2}{9} = 1 中的 xx 与 yy 互换,得到 y225+x29=1\dfrac{y^2}{25} + \dfrac{x^2}{9} = 1,即椭圆 E2E_2 的方程。
这说明将图形关于直线 y=xy=x 作轴对称变换后,两椭圆互相重合,因此重叠区域及其边界曲线 CC 关于直线 y=xy=x 对称。
同理,将 (x,y)(x,y) 替换为 (−y,−x)(-y, -x),方程 E1E_1 变为 E2E_2,图形关于直线 y=−xy=-x 亦对称。
因此,判断(2)正确。

3. 检验判断(3)是否成立

对于重叠区域内的任意一点 (x,y)(x,y),均需满足:
x225+y29≤1  ⟹  y29≤1  ⟹  ∣y∣≤3\dfrac{x^2}{25} + \dfrac{y^2}{9} \le 1 \implies \dfrac{y^2}{9} \le 1 \implies |y| \le 3
y225+x29≤1  ⟹  x29≤1  ⟹  ∣x∣≤3\dfrac{y^2}{25} + \dfrac{x^2}{9} \le 1 \implies \dfrac{x^2}{9} \le 1 \implies |x| \le 3
因此,曲线 CC 所围成的区域完全包含在正方形 [−3,3]×[−3,3][-3, 3] \times [-3, 3] 的内部。
该正方形的面积为 6×6=366 \times 6 = 36。
由于曲线 CC 所围区域是正方形的真子集(例如点 (3,3)(3,3) 不在该区域内),故其面积必小于 3636。
因此,判断(3)正确。

4. 得出最终结论与选项

综上所述,正确的判断有(2)和(3),共 2 个。
故选 C。

答案

C

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