已知P为椭圆C:x22+y2=1上一动点,F1,F2为椭圆的左、右焦点,PF1,PF2的延长线分别交椭圆C于A,B两点.
已知P为椭圆C:x22+y2=1上一动点,F1,F2为椭圆的左、右焦点,PF1,PF2的延长线分别交椭圆C于A,B两点.(Ⅰ)当△F1F2P的面积最大时,求线段|AB|的...
已知P为椭圆C:x22+y2=1上一动点,F1,F2为椭圆的左、右焦点,PF1,PF2的延长线分别交椭圆C于A,B两点.(Ⅰ)当△F1F2P的面积最大时,求线段|AB|的长;(Ⅱ)当点P不在y轴上时,设直线OP,AB的斜率分别为k1,k2.求证:k1?k2为定值.
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(Ⅰ)当点P到x轴的距离最大时,△F1F2P的面积最大,此时P为椭圆C的上顶点或下顶点,
由对称性,不妨设点P为上顶点(0,1),
又F1(-1,0),F2(1,0),
直线F1P的方程为y=x+1,将直线F1P:y=x+1代入椭圆C的方程可得
+(x+1)2=1,解得x=-
,
则A点的横坐标为-
,
同理,可得B点的横坐标为
,
此时A,B两点关于y轴对称,则线段|AB|的长为
.
(Ⅱ)设P(x0,y0),A(x1,y1),B(x2,y2).
(1)当x0≠-1时,直线F1P的方程为:y=
(x+1),将其代入椭圆C的方程可得
+
(x+1)2=1,
整理可得(2x0+3)x2+4
x-3
-4x0=0,
则x0x1=
,得x1=-
,y1=
(-
+1)=-
,
故A(-
,-
).
当x0≠1时,直线F2P的方程为:y=
(x-1),将其代入椭圆方程并整理可得(-2x0+3)x2-4
x-3
+4x0=0,
同理,可得B(
,
),
则k2=kAB=
=
.
又k1=kOP=
,
则k1?k2=
?
=
=
=-
为定值;
(2)当x0=-1时,由对称性,不妨设点P在x轴上方,则P点坐标为(-1,
),
可求得此时A,B点的坐标分别为(-1,-
)和(
,-
),
∴k1=-
由对称性,不妨设点P为上顶点(0,1),
又F1(-1,0),F2(1,0),
直线F1P的方程为y=x+1,将直线F1P:y=x+1代入椭圆C的方程可得
x2 |
2 |
4 |
3 |
则A点的横坐标为-
4 |
3 |
同理,可得B点的横坐标为
4 |
3 |
此时A,B两点关于y轴对称,则线段|AB|的长为
8 |
3 |
(Ⅱ)设P(x0,y0),A(x1,y1),B(x2,y2).
(1)当x0≠-1时,直线F1P的方程为:y=
y0 |
x0+1 |
x2 |
2 |
| ||
(x0+1)2 |
整理可得(2x0+3)x2+4
y | 2 0 |
x | 2 0 |
则x0x1=
-3
| ||
2x0+3 |
3x0+4 |
2x0+3 |
y0 |
x0+1 |
3x0+4 |
2x0+3 |
y0 |
2x0+3 |
故A(-
3x0+4 |
2x0+3 |
y0 |
2x0+3 |
当x0≠1时,直线F2P的方程为:y=
y0 |
x0-1 |
y | 2 0 |
x | 2 0 |
同理,可得B(
3x0-4 |
2x0-3 |
y0 |
2x0-3 |
则k2=kAB=
| ||||
|
x0y0 | ||
3(
|
又k1=kOP=
y0 |
x0 |
则k1?k2=
y0 |
x0 |
x0y0 | ||
3(
|
| ||
3(
|
1-
| ||||
3(
|
1 |
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(2)当x0=-1时,由对称性,不妨设点P在x轴上方,则P点坐标为(-1,
| ||
2 |
可求得此时A,B点的坐标分别为(-1,-
| ||
2 |
7 |
5 |
| ||
10 |
∴k1=-