椭圆方程为x^2/2+y^2/8=1,射线y=2x(x≤0)与椭圆交点M,过M做倾斜角互补的两条直线,与椭圆交于AB两点

1个回答

  • 给你一个一样的例题:

    已知椭圆x^2/2+y^2/4=1与射线y=根号2x(x>=0)交于点A,过点A作倾斜角互补的两条直线,它们与椭圆的另一个交点分别为B,C.

    (1)求证:直线BC的斜率为定值.

    (2)求三角形ABC面积的最大值.

    【解】:

    (1)以y=√2x(x≥0)代入椭圆方程,解得x=1,故y=√2,所以A(1,√2),

    设AC斜率为k(k>0),因为AB的倾角与AC的倾角互补,所以AB的斜率为-k,

    故AC方程为:y=k(x-1)+√2,AB方程为:y=-k(x-1)+√2,

    以AC方程y=k(x-1)+√2代入椭圆方程,

    整理得:(k^2+2)x^2+(2√2k-2k^2)x+k^2-2√2k-2=0,

    因为A(1,√2)为AC与椭圆交点,故1为上方程的一个根,另一根为x[C],

    故x[C]·1=x[C]=(k^2-2√2k-2)/(k^2+2),

    故y[C]=k(x[C]-1)+√2=(-√2k^2-4k+2√2)/(k^2+2),

    故C((k^2-2√2k-2)/(k^2+2),(-√2k^2-4k+2√2)/(k^2+2)),

    同理可求得B((k^2+2√2k-2)/(k^2+2),(-√2k^2+4k+2√2)/(k^2+2)),

    直线BC的斜率k[AB]=(y[C]-y[B])/(x[C]-x[B])

    =[(-√2k^2-4k+2√2)/(k^2+2)-(-√2k^2+4k+2√2)/(k^2+2)]/[k^2-2√2k-2)/(k^2+2)-(k^2+2√2k-2)/(k^2+2)]=8k/(4√2k)=√2,

    所以直线BC的斜率为√2.

    (2)设直线BC与y轴交点为(0,b),又直线BC的斜率为√2,

    故直线BC方程为y=√2x+b,代入椭圆方程得:4x^2+2√2bx+b^2-4=0,

    令△>0,得b^2<8,

    x[B]+x[C]=-√2b/2,x[B]·x[C]=(b^2-4)/4,

    (x[B]-x[C])^2=(x[B]+x[C])^2-4x[B]·x[C]=4-b^2/2,

    y[B]+y[C]=(√2x[B]+b)+(√2x[C]+b)=√2(x[B]+x[C])+2b=b,

    y[B]·y[C]=(√2x[B]+b)·(√2x[C]+b)

    =2x[B]·x[C]+√2b(x[B]+x[C])+b^2=b^2/2-4,

    (y[B]-y[C])^2=(y[B]+y[C])^2-4y[B]·y[C]=4-b^4,

    故|AB|=√[(x[B]-x[C])^2+(y[B]-y[C])^2]=√(8-3b^2/2),

    求得原点O到AB的距离h=|b|/√3,

    因为AO与BC斜率均为√2,所以AO‖BC,

    故A到AB的距离也为h,

    三角形ABC的面积S=|AB|h/2=(√6/12)√(-3b^4+16b^2),

    [把(-3b^4+16b^2)看作b^2的二次函数],

    故当b^2=8/3时,Smax=(√6/12)·8/√3=2√2/3.