1、
已知椭圆E: + =1的焦点在x轴上,A是E的左顶点,斜率为k(k>0)的直线交E于A,M两点,点N在E上,MA⊥NA.
(Ⅰ)当t=4,|AM|=|AN|时,求△AMN的面积;
(Ⅱ)当2|AM|=|AN|时,求k的取值范围.
解:(Ⅰ)方法一、t=4时,椭圆E的方程为 + =1,A(﹣2,0),
直线AM的方程为y=k(x+2),代入椭圆方程,整理可得(3+4k2)x2+16k2x+16k2﹣12=0,
解得x=﹣2或x=﹣ ,则|AM|= •|2﹣ |= • ,
由AN⊥AM,可得|AN|= • = • ,
由|AM|=|AN|,k>0,可得 • = • ,
整理可得(k﹣1)(4k2+k+4)=0,由4k2+k+4=0无实根,可得k=1,
即有△AMN的面积为 |AM|2= ( • )2= ;
方法二、由|AM|=|AN|,可得M,N关于x轴对称,
由MA⊥NA.可得直线AM的斜率为1,直线AM的方程为y=x+2,
代入椭圆方程 + =1,可得7x2+16x+4=0,
解得x=﹣2或﹣ ,M(﹣ , ),N(﹣ ,﹣ ),
则△AMN的面积为 × ×(﹣ +2)= ;
(Ⅱ)直线AM的方程为y=k(x+ ),代入椭圆方程,
可得(3+tk2)x2+2t k2x+t2k2﹣3t=0,
解得x=﹣ 或x=﹣ ,
即有|AM|= •| ﹣ |= • ,
|AN|═ • = • ,
由2|AM|=|AN|,可得2 • = • ,
整理得t= ,
由椭圆的焦点在x轴上,则t>3,即有 >3,即有 <0,
可得 <k<2,即k的取值范围是( ,2)
(Ⅰ)方法一、求出t=4时,椭圆方程和顶点A,设出直线AM的方程,代入椭圆方程,求交点M,运用弦长公式求得|AM|,由垂直的条件可得|AN|,再由|AM|=|AN|,解得k=1,运用三角形的面积公式可得△AMN的面积;方法二、运用椭圆的对称性,可得直线AM的斜率为1,求得AM的方程代入椭圆方程,解方程可得M,N的坐标,运用三角形的面积公式计算即可得到;(Ⅱ)直线AM的方程为y=k(x+ ),代入椭圆方程,求得交点M,可得|AM|,|AN|,再由2|AM|=|AN|,求得t,再由椭圆的性质可得t>3,解不等式即可得到所求范围.
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