已知點A(-1,0)、B(1,0)和動點M滿足:∠AMB=2θ,且|AM|•|BM|cos2θ=3,動點M的軌跡為曲線C,過點B的直線交C于P、Q兩點.
(1)求曲線C的方程;
(2)求△APQ面積的最大值.
分析:(1)設(shè)出M的坐標(biāo),利用余弦定理求得|AM|
2+|BM
2|-2|AM|•|BM|cos2θ=4整理求得|AM|+|BM|為定值,利用橢圓的定義可推斷出點M的軌跡是以A、B為焦點的橢圓,進而求得a和c,則b可求,進而求得橢圓的方程.
(2)設(shè)直線PQ方程與橢圓的方程聯(lián)立消去x,設(shè)出P,Q的坐標(biāo)利用韋達定理表示出y
1+y
2和y
1y
2,進而求得(y
1-y
2)
2的表達式,令t=3m
2+3,利用y=t+
的單調(diào)性求得(y
1-y
2)
2的范圍,進而代入三角形面積公式求得面積的最大值.
解答:解:(1)設(shè)M(x,y),在△MAB中,|AB|=2,∠AMB=2θ,
由余弦定理可得|AM|
2+|BM
2|-2|AM|•|BM|cos2θ=4,
整理變形可得|AM|+|BM|=4,
因此點M的軌跡是以A、B為焦點的橢圓,a=2,c=1
∴曲線C的方程為
+=1(2)設(shè)直線PQ方程為x=my+1(m∈R)由
得:(3m
2+4)y
2+6my-9=0
顯然,方程①的△>0,設(shè)P(x
1,y
1),Q(x
2,y
2),則有S=
×2×|y
1-y
2|=|y
1-y
2|
y
1+y
2=-
,y
1y
2=-
(y
1-y
2)
2=(y
1+y
2)
2-4y
1y
2=48×
令t=3m
2+3,則t≥3,(y
1-y
2)
2=
由于函數(shù)y=t+
在[3,+∞)上是增函數(shù),∴t+
≥
故(y
1-y
2)
2≤9,即S≤3
∴△APQ的最大值為3
點評:本題主要考查了直線與圓錐曲線的綜合問題.直線與圓錐曲線聯(lián)系在一起的綜合題在高考中多以高檔題、壓軸題出現(xiàn),主要涉及位置關(guān)系的判定,弦長問題、最值問題、對稱問題、軌跡問題等,突出考查了數(shù)形結(jié)合、分類討論、函數(shù)與方程、等價轉(zhuǎn)化等數(shù)學(xué)思想方法,故此類題平時應(yīng)注意多加訓(xùn)練.