已知点P(x0,y0)P(x_{0},y_{0})在椭圆CC:x24+y23=1\dfrac{x^{2}}{4}+\dfrac{y^{2}}{3}=1上,且点PP到直线x=4x=4的距离是点PP到xx轴的距离的两倍,则x0x_{0}的值为()(\quad)
A. 12\dfrac{1}{2}
B. 11
C. 32\dfrac{3}{2}
D. 22

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完整解法

1. 根据点 $P$ 在椭圆上建立坐标之间的代数关系

因为点 P(x0,y0)P(x_0, y_0) 在椭圆 CC:x24+y23=1\dfrac{x^2}{4}+\dfrac{y^2}{3}=1 上,
所以点 PP 的坐标满足方程:
x024+y023=1\dfrac{x_0^2}{4}+\dfrac{y_0^2}{3}=1
两边同乘以 1212,得:
3x02+4y02=12  ⟹  4y02=12−3x023x_0^2 + 4y_0^2 = 12 \implies 4y_0^2 = 12 - 3x_0^2
同时,由于点在椭圆上,横坐标满足 −2≤x0≤2-2 \le x_0 \le 2。

2. 将点到直线和坐标轴的距离关系转化为代数方程

由题意,点 P(x0,y0)P(x_0, y_0) 到直线 x=4x=4 的距离为 d1=∣x0−4∣d_1 = |x_0 - 4|,
点 P(x0,y0)P(x_0, y_0) 到 xx 轴的距离(即纵坐标的绝对值)为 d2=∣y0∣d_2 = |y_0|。
因为点 PP 到直线 x=4x=4 的距离是点 PP 到 xx 轴的距离的两倍,
所以有:
∣x0−4∣=2∣y0∣|x_0 - 4| = 2|y_0|

3. 消元并求解关于 $x_0$ 的一元二次方程

将方程 ∣x0−4∣=2∣y0∣|x_0 - 4| = 2|y_0| 两边平方,得:
(x0−4)2=4y02(x_0 - 4)^2 = 4y_0^2
代入 4y02=12−3x024y_0^2 = 12 - 3x_0^2,得:
(x0−4)2=12−3x02(x_0 - 4)^2 = 12 - 3x_0^2
展开并整理:
x02−8x0+16=12−3x02  ⟹  4x02−8x0+4=0x_0^2 - 8x_0 + 16 = 12 - 3x_0^2 \implies 4x_0^2 - 8x_0 + 4 = 0
两边同除以 44,得:
x02−2x0+1=0  ⟹  (x0−1)2=0x_0^2 - 2x_0 + 1 = 0 \implies (x_0 - 1)^2 = 0
解得:
x0=1x_0 = 1

4. 检验解的合理性并确定选项

因为 x0=1x_0 = 1 满足范围 −2≤x0≤2-2 \le x_0 \le 2,所以此解符合题意。
因此,x0x_0 的值为 11。
对比选项,选 B。

答案

B

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