(2014•江西二模)已知两点F1(-1,0)及F2(1,0),点P在以F1、F2为焦点的椭圆C上,且|PF1|、|F1

1个回答

  • 解题思路:(1)依题意,设椭圆C的方程为

    x

    2

    a

    2

    +

    y

    2

    b

    2

    =1

    ,c=1.再利用|PF1|、|F1F2|、|PF2|构成等差数列,即可得到a,利用b2=a2-c2得到a即可得到椭圆的方程;

    (2)将直线l的方程y=kx+m代入椭圆C的方程3x2+4y2=12中,得到关于x的一元二次方程,由直线l与椭圆C仅有一个公共点知,△=0,即可得到m,k的关系式,利用点到直线的距离公式即可得到d1=|F1M|,d2=|F2N|.

    法一:当k≠0时,设直线l的倾斜角为θ,则|d1-d2|=|MN|×|tanθ|,即可得到四边形F1MNF2面积S的表达式,利用基本不等式的性质即可得出S的最大值;

    法二:利用d1及d2表示出

    d

    2

    1

    +

    d

    2

    2

    及d1d2,进而得到

    S

    2

    1

    k

    2

    +1

    (

    d

    1

    2

    +

    d

    2

    2

    +2

    d

    1

    d

    2

    )=

    16

    k

    2

    +12

    (

    k

    2

    +1)

    2

    ,再利用二次函数的单调性即可得出其最大值.

    (1)依题意,设椭圆C的方程为

    x2

    a2+

    y2

    b2=1.

    ∵|PF1|、|F1F2|、|PF2|构成等差数列,∴2a=|PF1|+|PF2|=2|F1F2|=4,a=2.

    又∵c=1,∴b2=3.∴椭圆C的方程为

    x2

    4+

    y2

    3=1.

    (2)将直线l的方程y=kx+m代入椭圆C的方程3x2+4y2=12中,得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0.

    由直线l与椭圆C仅有一个公共点知,△=64k2m2-4(4k2+3)(4m2-12)=0,

    化简得:m2=4k2+3.

    设d1=|F1M|=

    |−k+m|

    k2+1,d2=|F2N|=

    |k+m|

    k2+1,

    法一:当k≠0时,设直线l的倾斜角为θ,

    则|d1-d2|=|MN|×|tanθ|,

    ∴|MN|=|

    d1−d2

    k|,S=

    1

    2|

    d1−d2

    k|(d1+d2)=|

    d12−d22

    2k|=

    2|m|

    k2+1=

    2|m|

    m2−3

    4+1=

    8

    |m|+

    1

    |m|,

    ∵m2=4k2+3,∴当k≠0时,|m|>

    3,|m|+

    1

    |m|>

    3+

    1

    3=

    4

    3

    3,S<2

    3.

    当k=0时,四边形F1MNF2是矩形,S=2

    3.

    所以四边形F1MNF2面积S的最大值为2

    3.

    法二:∵d12+d22=(

    |−k+m|

    k2+1)2+(

    |k+m|

    k2+1)2=

    2(m2+k2)

    k2+1=

    2(5k2+3)

    k2+1,d1d2=

    |−k+m|

    k2+1•

    |k+m|

    k2+1=

    |m2−k2|

    k2+1=

    3k2+3

    k2+1=3.

    ∴|MN|=

    F1F22−(d1−d2)2=

    4−(d12+d22−2d1d2)=

    2

    k2+1.

    四边形F1MNF2的面积S=

    1

    2|MN|(d1+d2)=

    1

    k2+1(d1+d2),

    S2=

    1

    k2+1(d12+d22+2d1d2)=

    16k2+12

    (k2+1)2=16−4(

    1

    k2+1−2)2≤12.

    当且仅当k=0时,S2=12,S=2

    3,故Smax=2

    3.

    所以四边形F1MNF2的面积S的最大值为2

    3.

    点评:

    本题考点: 直线与圆锥曲线的综合问题;数列与解析几何的综合;椭圆的简单性质.

    考点点评: 本题主要考查椭圆的方程与性质、直线方程、直线与椭圆的位置关系、等差数列、二次函数的单调性、基本不等式的性质等基础知识,考查运算能力、推理论证以及分析问题、解决问题的能力,考查数形结合、化归与转化思想.