设椭圆E:x^2/a^2 y^2/b^2=1(a>b>0)的左右焦点分别为F1、F2

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/05 12:17:54
已知椭圆E上任意点P满组向量PF1*向量PF2的最大值为(3/4)a^2,向量|PF1|的最大值为3.
(1)求椭圆E的方程
(2)若过F1与x轴不重合的直线交于椭圆A,B两点,点M的坐标为(-4,0),求证角AMB被x轴平分。

首先明确两点:
1、当且仅当点P与椭圆长轴的端点重合时,向量PF1*向量PF2取得最大值b^2
当且仅当点P与椭圆短轴的端点重合时,向量PF1*向量PF2取得最小值a^2-2c^2

2、当且仅当点P与椭圆长轴的端点重合时,|PF1|取得最大值(a+c)^2,
或最小值(a-c)^2。

上述结论可利用椭圆的参数方程证明。

解:
(1) (a+c)^2=3
b^2=(3/4)a^2
注意到 a^2-c^2=b^2
解得 a^2=4/3 b^2=1 c^2=1/3
所以 椭圆的方程为 3x^2/4+y^2=1
(2) F1(-根号3/3,0)
当直线斜率存在时,设直线方程为y=k(x+c),代入椭圆方程,得
(4k^2+3)x^2+8ck^2x+4/3k^2-4=0————————————(1)
判别式=-48(k^2+1)>0 恒成立
设A(x1,k(x1+c)),B(x2,k(x2+c))。
要证明角AMB被x轴平分,只需证明
k(x1+c)/(x1+4)+k(x2+c)/(x2+4)=0 (k不为零)

2x1x2+(c+4)(x1+x2)+8c=0——————————————(2)
由Veta定理,
x1x2=1/3(k^2-3)/(k^2+3/4)
x1+x2=-2ck^2/(k^+3/4)
代入(2)式,发现当k为实数时(2)式恒成立,得证
当直线与y轴平行时,由对称性知,命题成立
综上所述,角AMB被x轴平分