(2014•宿迁模拟)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0),A,F分别为椭圆C的左顶点和右焦点,过F的直线l

1个回答

  • 解题思路:对第(1)问,由AF=3,PQ=3,及a2=b2+c2可求得a2,b2

    对第(2)问,可先设直线PQ的方程与P,Q的坐标,联立直线与椭圆的方程,由韦达定理建立交点坐标的关系,将k1k2用坐标表示,再探求定值的存在性;

    对第(3)问,根据S△APQ=

    1

    2

    AF•|

    y

    1

    y

    2

    |

    ,将|y1-y2|用参数m表示,从而得到面积关于m函数,根据此函数的形式特点,可求得面积的最大值.

    (1)设椭圆的右焦点为F(c,0),c>0,则a2=b2+c2,…①

    由AF=3,得a+c=3,…②

    又当直线l⊥x轴时,P,Q的横坐标为c,将x=c代入

    x2

    a2+

    y2

    b2=1中,得y=±

    b2

    a,

    则PQ=

    2b2

    a=3,…③

    联立①②③,解得a2=4,b2=3,c2=1,

    所以椭圆C的方程为

    x2

    4+

    y2

    3=1.

    (2)k1k2为定值−

    1

    4.证明如下:

    显然,直线PQ不与y轴垂直,可设PQ的方程为x=my+1,

    联立椭圆方程

    x2

    4+

    y2

    3=1,消去x并整理得(3m2+4)y2+6my-9=0,

    又设P(x1,y1),Q(x2,y2),由韦达定理得

    y1+y2=−

    6m

    3m2+4

    y1y2=

    −9

    3m2+4

    从而x1+x2=(my1+1)+(my2+1)=[8

    3m2+4,x1x2=(my1+1)(my2+1)=

    −12m2+4

    3m2+4,

    所以k1k2=

    y1y2

    (x1+2)(x2+2)=

    y1y2

    x1x2+2(x1+x2)+4=

    −9

    3m2+4

    −12m2+4

    3m2+4+

    16

    3m2+4+4=

    −9/36=−

    1

    4],

    即k1k2=−

    1

    4,故得证.

    (3)由(2)知,

    y1+y2=−

    6m

    3m2+4

    y1y2=

    −9

    3m2+4

    所以S=

    1

    2AF•|y1−y2|=

    3

    2|y1−y2|=

    3

    2

    (y1+y2)2−4y1y2

    =

    3

    2

    (−

    6m

    3m2+4)2+

    36

    3m2+4=18

    m2+1

    (3m2+4)2=18

    m2+1

    9(m2+1)2+6(m2+1)+1

    =18

    1

    9(m2+1)+

    1

    m2+1+6.

    令t=m2+1,t≥1,

    则S=

    18

    9t+

    1

    t+6(t≥1),设函数g(t)=9t+

    1

    t(t≥1),

    由(9t+

    1

    t)′=9−

    1

    t2=

    9t2−1

    t2>0知,g(t)在[1,+∞)上为增函数,

    得t=1,即m=0时,[g(t)]min=9×1+

    1

    1=10,

    此时S取得最大值为

    18

    10+6=[9/2].

    点评:

    本题考点: 直线与圆锥曲线的综合问题.

    考点点评: 1.求椭圆的方程,只需确定a2,b2,需要建立关于a,b,c的三个不同的方程.

    2.要获得定值,往往需要消参,韦达定理的运用,体现了“设而不求”的思想.

    3.面积的最值问题,一般转化为函数最值问题来处理.常利用函数的单调性求最值,考虑导数方法来研究函数的单调性,过程显得更为简洁.