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更新时间:2024-04-26 20:59:36

1、

平面直角坐标系xOy中,已知椭圆 1 的左焦点为F,离心率为 2 ,过点F且垂直于长轴的弦长为 3

(I)求椭圆C的标准方程;

(Ⅱ)设点A,B分别是椭圆的左、右顶点,若过点P(﹣2,0)的直线与椭圆相交于不同两点M,N.

(i)求证:∠AFM=∠BFN;

(ii)求△MNF面积的最大值.

【考点】
【答案】

解:(I)由题意可得 1

令x=﹣c,可得y=±b 23

即有 4 ,又a2﹣b2=c2,

所以 5

所以椭圆的标准方程为 6

(II)方法一、(i)当AB的斜率为0时,显然∠AFM=∠BFN=0,满足题意;

当AB的斜率不为0时,设A(x1,y1),B(x2,y2),AB方程为x=my﹣2,

代入椭圆方程,整理得(m2+2)y2﹣4my+2=0,

则△=16m2﹣8(m2+2)=8m2﹣16>0,所以m2>2.

7

可得 8 = 9

= 10

则kMF+kNF=0,即∠AFM=∠BFN;

(ii) 11

当且仅当 12 ,即m2=6.(此时适合△>0的条件)取得等号.

则三角形MNF面积的最大值是 13

方法二(i)由题知,直线AB的斜率存在,设直线AB的方程为:y=k(x+2),

设A(x1,y1),B(x2,y2),

联立 14 ,整理得(1+2k2)x2+8k2x+8k2﹣2=0,

则△=64k4﹣4(1+2k2)(8k2﹣2)=8﹣16k2>0,所以 15

16

可得 17

= 18

∴kMF+kNF=0,即∠AFM=∠BFN;

(ii) 19

点F(﹣1,0)到直线MN的距离为 20

即有 21 = 22 = 23

令t=1+2k2,则t∈[1,2),u(t)= 24

当且仅当 25 ,即 26 (此时适合△>0的条件)时, 27

28 ,则三角形MNF面积的最大值是 13

【解析】

(1)运用椭圆的离心率公式和过焦点垂直于对称轴的弦长,结合a,b,c的关系解得a,b,可得椭圆的方程;(II)方法一、(i)讨论直线AB的斜率为0和不为0,设A(x1,y1),B(x2,y2),AB方程为x=my﹣2,代入椭圆方程,运用韦达定理和判别式大于0,运用直线的斜率公式求斜率之和,即可得证;(ii)求得△MNF的面积 1 ,化简整理,运用基本不等式可得最大值.方法二、(i)由题知,直线AB的斜率存在,设直线AB的方程为:y=k(x+2),设A(x1,y1),B(x2,y2),联立椭圆方程,消去y,可得x的方程,运用韦达定理和判别式大于0,再由直线的斜率公式,求得即可得证;(ii)求得弦长|MN|,点F到直线的距离d,运用三角形的面积公式,化简整理,运用换元法和基本不等式,即可得到所求最大值.

题型:解答题 题类: 难度:困难 组卷次数:0
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