已知椭圆c的中心在原点,一个焦点为f1(0.√2),离心率e=√2/2.点P为第一象限内横坐标为1的椭圆c上的点,过

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  • (1)求椭圆方程

    由已知可得

    c=√2.e=c/a=根号2/2

    a²=b²+(√2)²

    解得a²=4,b²=2

    ∴椭圆方程为x²/2+y²/4=1

    (2)证:直线AB的斜率为定值.

    由已知,P点坐标为(1,√2),若PA的斜率为k,那么PB的斜率为-k.其方程分别为:

    y=k(x-1)+√2; y=-k(x-1)+√2,

    分别代入椭圆方程,得:

    (k²+2)x²-(2k²-2√2k)x+(k²-2√2k-2)=0

    (k²+2)x²-(2k²+2√2k)x+(k²+2√2k-2)=0

    由于x=1是以上两个方程的解,所以将这两个方程分解因式得

    (x-1)[(k²+2)x-(k²-2√2k-2)]=0

    (x-1)[(k²+2)x-(k²+2√2k-2)]=0

    所以x1=(k²-2√2k-2)/(k²+2),x2=(k²+2√2k-2)/(k²+2)

    所以直线AB的斜率为:

    (y2-y1)/(x2-x1)

    =[-k(x2-1)+√2-k(x1-1)-√2]/(x2-x1)

    =[2-(x1+x2)]k/(x2-x1)

    =[2-2(k²-2)/(k²+2)]k/[2*2√2k/(k²+2)]

    =[2-2(k²-2)/(k²+2)]k/[2*2√2k/(k²+2)]

    =√2

    直线AB的斜率为定值√2得证.

    (3)求三角形PAB面积的最大值

    令A点坐标为(√2cosa,2sina),直线AB方程为y-2sina=√2(x-√2cosa),

    P到AB的距离PD为|√2-√2+2sina-2cosa|/√3=(2/√3)*|sina-cosa|

    AB的距离为|x1-x2|*√(1+k^2)=√3*|x1-x2|,

    把方程y-2sina=√2(x-√2cosa),代入椭圆方程,得

    x^2+√2(sina-cosa)-2sinacosa=0,

    x1=√2cosa, x2=-√2sina

    于是PAB的面积=(1/2)*|PD|*|AB|

    =(1/2)*√3*√2|sina+cosa|*(2/√3)|sina-cosa|

    =√2|sina^2-cosa^2 |,

    所以面积最大值为√2.

    经验之谈:在涉及到椭圆的求最大值、最小值问题,一般把椭圆用参数方程表示是捷径,甚至在高中范围内是唯一方法.