问题详情:
已知椭圆C: =1(a>b>0)的左焦点为F,短轴的两个端点分别为A、B,且|AB|=2,△ABF为等边三角形.
(1)求椭圆C的方程;
(2)如图,点M在椭圆C上且位于第一象限内,它关于坐标原点O的对称点为N; 过点M 作x轴的垂线,垂足为H,直线NH与椭圆C交于另一点J,若,试求以线段NJ为直径的圆的方程;
(3)已知l1、l2是过点A的两条互相垂直的直线,直线l1与圆O:x2+y2=4相交于P、Q两点,直线l2与椭圆C交于另一点R;求△PQR面积取最大值时,直线l1的方程.
【回答】
【考点】直线与椭圆的位置关系;椭圆的标准方程.
【分析】(1)由椭圆左焦点为F,短轴的两个端点分别为A、B,且|AB|=2,△ABF为等边三角形,列出方程组,求出a,b,由此能求出椭圆C的方程.
(2)设M(x0,y0),则由条件,知x0>0,y0>0,且N(﹣x0,﹣y0),H(x0,0).推导出,进而求得直线NH的方程:.由.再求出线段HJ的中点坐标,由此能求出以线段NJ为直径的圆的方程.
(3)当直线l1的斜率为0时,.当直线l1的斜率存在且不为0时,设其方程为y=kx﹣1(k≠0),利用点到直线距离公式、弦长公式、直线垂直、三角形面积公式,结合已知条件能求出结果.
【解答】解:(1)∵椭圆C: =1(a>b>0)的左焦点为F,短轴的两个端点分别为A、B,且|AB|=2,△ABF为等边三角形.
∴由题意,得:,
∴椭圆C的方程为.
(2)设M(x0,y0),则由条件,知x0>0,y0>0,且N(﹣x0,﹣y0),H(x0,0).
从而.
于是由.
再由点M在椭圆C上,得.
所以,
进而求得直线NH的方程:.
由.
进而.
∴以线段NJ为直径的圆的方程为:.
(3)当直线l1的斜率不存在时,直线l2与椭圆C相切于点A,不合题意,
当直线l1的斜率为0时,由题意得.
当直线l1的斜率存在且不为0时,设其方程为y=kx﹣1(k≠0),
则点O到直线l1的距 离为,从而由几何意义,得,
由于l2⊥l1,故直线l2的方程为,由题意得它与椭圆C的交点R的坐标为,
于是.
,
,
当且仅当时,上式取等号.
∵,故当时,,
此时直线l1的方程为:.(也可写成.)
知识点:圆锥曲线与方程
题型:综合题