如图,设F(-c,0)是椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左焦点,直线l:x=-a2c与x轴交于P点,MN为椭圆的长轴,
如图,设F(-c,0)是椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左焦点,直线l:x=-a2c与x轴交于P点,MN为椭圆的长轴,已知|MN|=8,且|PM|=2|MF|....
如图,设F(-c,0)是椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左焦点,直线l:x=-a2c与x轴交于P点,MN为椭圆的长轴,已知|MN|=8,且|PM|=2|MF|.(1)求椭圆的标准方程;(2)过点P的直线m与椭圆相交于不同的两点A,B.①证明:∠AFM=∠BFN;②求△ABF面积的最大值.
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解答:(1)解:∵F(-c,0)是椭圆
+
=1(a>b>0)的左焦点,
直线l:x=-
与x轴交于P点,
MN为椭圆的长轴,|MN|=8,∴a=4,…(1分)
又∵|PM|=2|MF|,∴e=
,…(2分)
∴c=2,b2=a2-c2=12,
∴椭圆的标准方程为
+
=1…(3分)
(2)①证明:当AB的斜率为0时,∠AFM=∠BFN=0,满足题意;…(4分)
当AB的斜率不为0时,设AB的方程为x=my-8,
代入椭圆方程整理得(3m2+4)y2-48my+144=0.…(5分)
△=576(m2-4),yA+yB=
,yAyB=
.
则kAF+kBF=
+
=
+
=
=
,
而2myAyB-6(yA+yB)
=2m?
-6?
=0,…(7分)
∴kAF+kBF=0,从而∠AFM=∠BFN.
综合可知:对于任意的割线PAB,恒有∠AFM=∠BFN.…(8分)
②解法一:S△ABF=S△PBF-S△PAF
=
|PF|?|yB?yA|=
,…(10分)
即S△ABF=
=
≤
=3
,…(12分)
当且仅当3
=
,
即m=±
时(此时适合于△>0的条件)取到等号.
∴△ABF面积的最大值是3
.…(13分)
②解法二:|AB|=
x2 |
a2 |
y2 |
b2 |
直线l:x=-
a2 |
c |
MN为椭圆的长轴,|MN|=8,∴a=4,…(1分)
又∵|PM|=2|MF|,∴e=
1 |
2 |
∴c=2,b2=a2-c2=12,
∴椭圆的标准方程为
x2 |
16 |
y2 |
12 |
(2)①证明:当AB的斜率为0时,∠AFM=∠BFN=0,满足题意;…(4分)
当AB的斜率不为0时,设AB的方程为x=my-8,
代入椭圆方程整理得(3m2+4)y2-48my+144=0.…(5分)
△=576(m2-4),yA+yB=
48m |
3m2+4 |
144 |
3m2+4 |
则kAF+kBF=
yA |
xA+2 |
yB |
xB+2 |
yA |
myA?6 |
yB |
myB?6 |
=
yA(myB?6)+yB(myA?6) |
(myA?6)(myB?6) |
2myAyB?6(yA+yB) |
(myA?6)(myB?6) |
而2myAyB-6(yA+yB)
=2m?
144 |
3m2+4 |
48m |
3m2+4 |
∴kAF+kBF=0,从而∠AFM=∠BFN.
综合可知:对于任意的割线PAB,恒有∠AFM=∠BFN.…(8分)
②解法一:S△ABF=S△PBF-S△PAF
=
1 |
2 |
72
| ||
3m2+4 |
即S△ABF=
72
| ||
3(m2?4)+16 |
72 | ||||||
3
|
≤
72 | ||
2
|
3 |
当且仅当3
m2?4 |
16 | ||
|
即m=±
2
| ||
3 |
∴△ABF面积的最大值是3
3 |
②解法二:|AB|=
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