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已知在直线坐标系xOy中的一个椭圆,它的中心在原点,左焦点为F(-√3,0),且在顶点为D(2,0)

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已知在直线坐标系xOy中的一个椭圆,它的中心在原点,左焦点为F(-√3,0),且在顶点为D(2,0)

设点A为(1已知在直线坐标系xOy中的一个椭圆,它的中心在原点设点A为(1,左焦点为F(-√3,0),且在顶点为D(2,0),设点A为(1,1/2) 
1求该椭圆的标准方程 
2若P是椭圆上的动点,求线段PA中点M的轨迹方程 
3过原点o的直线交椭圆于点B,C,求三角形ABC面积的最大值 

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    2011-02-17 15:21:43
  •   已知在直线坐标系xOy中的一个椭圆,它的中心在原点,左焦点为F(-√3,0),且在顶点为D(2,0),设点A为(1,1/2) 
    1求该椭圆的标准方程 
    椭圆存在左右焦点,且中心在原点,其标准方程可以设为:x^2/a^2+y^2/b^2=1(a>b>0)
    已知顶点D(2,0),则:a=2
    又,左焦点为F(-√3,0),则:c=√3
    所以在椭圆中,b^2=a^2-c^2=4-3=1
    则椭圆的标准方程为:(x^2/4)+(y^2/1)=1
    2若P是椭圆上的动点,求线段PA中点M的轨迹方程 
    由前面知椭圆方程为(x^2/4)+y^2=1
    点P为其上一点,那么不妨设为:P(2cosθ,sinθ)
    已知点A(1,1/2)
    则PA中点的横坐标为:x=(2cosθ+1)/2
    ===> 2cosθ+1=2x
    ===> cosθ=(2x-1)/2
    PA中点的纵坐标为:y=(sinθ+1/2)/2
    ===> sinθ=2y-(1/2)
    所以:sin^2 θ+cos^2 θ=[2y-(1/2)]^2+[(2x-1)/2]^2=1
    3过原点o的直线交椭圆于点B,C,求三角形ABC面积的最大值
    ①当过原点O的直线斜率不存在时(即y轴),此时直线与椭圆的交点就是椭圆的上下顶点(0,1)、(0,-1)
    则,BC=1-(-1)=2
    那么,S△ABC=(1/2)*BC*|Xa|【Xa为A点横坐标】
    =(1/2)*2*1
    1
    ②当过原点0的直线斜率存在时,不妨设其为y=kx
    联立直线与椭圆方程有:x^2/4+(kx)^2=1
    ===> x^2+4k^2x^2-4=0
    ===> (4k^2+1)x^2-4=0
    所以:x1+x2=0,x1*x2=-4/(4k^2+1)
    则:(x1-x2)^2=(x1+x2)^2-4x1x2=0-4*[-4/(4k^2+1)]=16/(4k^2+1)
    又,y1=kx1,y2=kx2
    所以,(y1-y2)^2=(kx1-kx2)^2=k^2*(x1-x2)^2
    那么,BC=√[(x1-x2)^2+(y1-y2)^2]
    =√[(x1-x2)^2+k^2*(x1-x2)^2]
    =√[(k^2+1)*(x1-x2)^2]
    =√(k^2+1)*4/√(4k^2+1)
    又,点A(1,1/2)到直线kx-y=0的距离(即BC边上的高)是
    d=|k-(1/2)|/√(k^2+1)
    所以,S△ABC=(1/2)BC*d
    =(1/2)*[4√(k^2+1)/√(4k^2+1)]*[|k-(1/2)|/√(k^2+1)]
    =2|k-(1/2)|/√(4k^2+1)
    =|2k-1|/√(4k^2+1)
    则当k=0时(此时直线与椭圆焦点为左右顶点),S=1
    且,S^2=(2k-1)^2/(4k^2+1)
    =(4k^2+1-4k)/(4k^2+1)
    =1-4*[k/(4k^2+1)]
    =1+4*[(-k)/(4k^2+1)]………………………………………………(1)
    上式中:当k≠0时,(-k)/(4k^2+1)=1/[(-4k)+(-1/k)]
    由椭圆和直线的对称性,因为点A位于第一象限,那么当k<0时点A到直线的距离较大一些
    不妨设k<0,那么-k>0
    那么,(-4k)+(-1/k)≥2√[(-4k)*(-1/k)]=2*2=4
    【当且仅当-4k=-1/k,即k^2=1/4,即k=-1/2时取等号】
    那么,(-k)/(4k^2+1)=1/[(-4k)+(-1/k)]≤1/4
    代入(1)就有:S^2≤1+4*(1/4)=2
    则,S≤√2
    综上,△ABC的面积最大值为√2。
      

    T***

    2011-02-17 15:21:43

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