如图4过椭圆x^2+2y^2=2的一个焦点(-1,0)作直线交椭圆A,B两点O为坐标原点。求三角形AOB面积的最大值
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一、当直线AB不存在斜率时,AB的方程显然是x=-1。
令x^2+2y^2=2中的x=-1,得:1+2y^2=2,∴y^2=1/2,∴y=√2/2,或y=-√2/2。
∴此时|AB|=√2。
很明显,点O到AB的距离=1。∴此时S(△AOB)=(1/2)|AB|×1=√2/2。
二、当直线AB存在斜率时,令其斜率=k,则AB的方程是:y=k(x+1),即x=y/k-1。
联立:x=y/k-1、x^2+2y^2=2,消去x,得:(y/k-1)^2+2y^2=2,
∴(1/k^2)y^2-(2/k)y+1+2y^2=2,∴(2+1/k^2)y^2-(2/k)y-1=0。
∵A、B都在直线x=y/k-1上,∴可令A、B的坐标分别为(m/k-1,m)、(n/k-1,n)。
显然,m、n是方程(2+1/k^2)y^2-(2/k)y-1=0的根,∴由韦达定理,有:
m+n=(2/k)/(2+1/k^2)、mn=-1/(2+1/k^2)。
∵直线AB过点(-1,0),∴m、n异号,不妨设m>0,则|m|+|n|=m-n。
∴此时,
S(△AOB)
=(1/2)|m|+(1/2)|n|=(1/2)(m-n)=(1/2)√[(m+n)-4mn]。
自然,当[(m+n)-4mn]有最大值时,S(△AOB)就有最大值。
而[(m+n)-4mn]
=(2/k)/(2+1/k^2)+4/(2+1/k^2)
=2/(k+2/k)+4/(k+2/k)=6/(k+2/k)。
考虑到椭圆的对称性,只需要考虑k>0就可以了,此时有k+2/k≧2√2,
∴[(m+n)-4mn]≦6/(2√2)=(3/2)√2。
∴此时S(△AOB)的最大值=(1/2)√[(3/2)√2]=(1/4)√(6√2)。
∵64<72,∴8<6√2,∴2√2<√(6√2),∴√2/2<(1/4)√(6√2)。
∴综合一、二,得:S(△AOB)的最大值是(1/4)√(6√2)。
令x^2+2y^2=2中的x=-1,得:1+2y^2=2,∴y^2=1/2,∴y=√2/2,或y=-√2/2。
∴此时|AB|=√2。
很明显,点O到AB的距离=1。∴此时S(△AOB)=(1/2)|AB|×1=√2/2。
二、当直线AB存在斜率时,令其斜率=k,则AB的方程是:y=k(x+1),即x=y/k-1。
联立:x=y/k-1、x^2+2y^2=2,消去x,得:(y/k-1)^2+2y^2=2,
∴(1/k^2)y^2-(2/k)y+1+2y^2=2,∴(2+1/k^2)y^2-(2/k)y-1=0。
∵A、B都在直线x=y/k-1上,∴可令A、B的坐标分别为(m/k-1,m)、(n/k-1,n)。
显然,m、n是方程(2+1/k^2)y^2-(2/k)y-1=0的根,∴由韦达定理,有:
m+n=(2/k)/(2+1/k^2)、mn=-1/(2+1/k^2)。
∵直线AB过点(-1,0),∴m、n异号,不妨设m>0,则|m|+|n|=m-n。
∴此时,
S(△AOB)
=(1/2)|m|+(1/2)|n|=(1/2)(m-n)=(1/2)√[(m+n)-4mn]。
自然,当[(m+n)-4mn]有最大值时,S(△AOB)就有最大值。
而[(m+n)-4mn]
=(2/k)/(2+1/k^2)+4/(2+1/k^2)
=2/(k+2/k)+4/(k+2/k)=6/(k+2/k)。
考虑到椭圆的对称性,只需要考虑k>0就可以了,此时有k+2/k≧2√2,
∴[(m+n)-4mn]≦6/(2√2)=(3/2)√2。
∴此时S(△AOB)的最大值=(1/2)√[(3/2)√2]=(1/4)√(6√2)。
∵64<72,∴8<6√2,∴2√2<√(6√2),∴√2/2<(1/4)√(6√2)。
∴综合一、二,得:S(△AOB)的最大值是(1/4)√(6√2)。
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方法是将方程AB与椭圆解析式联之成方程组,设A(x1,y1)B(x2,y2),代入y,用韦达定理将S三角表示成关于K(AB斜率)的解析式,但是计算过于复杂,是否抄错题目????
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