已知橢圓C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)短軸的兩個(gè)頂點(diǎn)與右焦點(diǎn)的連線(xiàn)構(gòu)成等邊三角形,直線(xiàn)3x+4y+6=0與以橢圓C的上頂點(diǎn)為圓心,以橢圓C的長(zhǎng)半軸長(zhǎng)為半徑的圓相切.
(1)求橢圓C的方程;
(2)橢圓C與x軸負(fù)半軸交于點(diǎn)A,過(guò)點(diǎn)A的直線(xiàn)AM、AN分別與橢圓C交于M、N兩點(diǎn),kAM、kAN分別為直線(xiàn)AM、AN的斜率,kAM•kAN=-
3
4
,求證:直線(xiàn)MN過(guò)定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)坐標(biāo);
(3)在(2)的條件下,求△AMN面積的最大值.
考點(diǎn):直線(xiàn)與圓錐曲線(xiàn)的關(guān)系,橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程
專(zhuān)題:計(jì)算題,證明題,直線(xiàn)與圓,圓錐曲線(xiàn)的定義、性質(zhì)與方程
分析:(1)由等邊三角形,得到a=2b,再由直線(xiàn)和圓相切的條件,得到5a=4b+6,解得a,b,即可得到橢圓方程;
(2)設(shè)出直線(xiàn)MN的方程,和M,N的坐標(biāo),把直線(xiàn)方程與橢圓方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理表示出x1+x2和x1x2,進(jìn)而利用kAM•kAN=-
3
4
,求得k,t的關(guān)系,進(jìn)而可求得直線(xiàn)MN恒過(guò)定點(diǎn);
(3)設(shè)直線(xiàn)MN:x=my-1,聯(lián)立橢圓方程,消去x,運(yùn)用韋達(dá)定理,再由△AMN面積為S=
1
2
|AQ|•|y1-y2|,代入化簡(jiǎn)整理,再由對(duì)勾函數(shù)的性質(zhì),即可得到最大值.
解答: (1)解:由于短軸的頂點(diǎn)與右焦點(diǎn)的距離為a,
則由短軸的兩個(gè)頂點(diǎn)與右焦點(diǎn)的連線(xiàn)構(gòu)成等邊三角形,則a=2b,
又直線(xiàn)3x+4y+6=0與以橢圓C的上頂點(diǎn)為圓心,以橢圓C的長(zhǎng)半軸長(zhǎng)為半徑的圓相切,
則d=
|0+4b+6|
32+42
=a,即有5a=4b+6,
解得,a=2,b=1.
則橢圓方程為:
x2
4
+y2=1

(2)證明:設(shè)直線(xiàn)MN的方程為y=kx+t,M、N坐標(biāo)分別為M(x1,y1)、N(x2,y2),
y=kx+t
x2+4y2=4
⇒(1+4k2)x2+8ktx+4t2-4=0.
判別式為64k2t2-4(1+4k2)(4t2-4)>0,
∴x1+x2=-
8kt
1+4k2
,x1x2=
4t2-4
1+4k2
,
∵kAM=
y1
x1+2
,kAN=
y2
x2+2
,
∴kAM•kAN=
(kx1+t)(kx2+t)
(x1+2)(x2+2)
=
k2x1x2+kt(x1+x2)+t2
x1x2+2(x1+x2)+4
=-
3
4

將韋達(dá)定理代入,并整理得
t2-4k2
4t2-16kt+16k2
=-
3
4
,化簡(jiǎn)得,t2-3kt+2k2=0,
即有t=k或t=2k,則直線(xiàn)MN的方程為y=k(x+1)或y=k(x+2),
由于A(yíng)(-2,0),則直線(xiàn)MN恒過(guò)定點(diǎn)Q(-1,0);
(3)解:△AMN面積為S=
1
2
|AQ|•|y1-y2|,
設(shè)直線(xiàn)MN:x=my-1,聯(lián)立橢圓方程,得到(4+m2)y2-2my-3=0,
則y1+y2=
2m
4+m2
,y1y2=
-3
4+m2
,
則S=
1
2
(y1+y2)2-4y1y2
=
1
2
(
2m
4+m2
)2+
12
4+m2
=
2
3+m2
4+m2
=
2
3+m2
+
1
3+m2

3+m2
=u(u
3
),則u+
1
u
在[
3
,+∞)遞增,當(dāng)u=
3
,即有m=0,
則u+
1
u
取最小值
4
3
3
,此時(shí)S取得最大值2×
3
4
3
=
3
2
點(diǎn)評(píng):本題考查橢圓的方程和性質(zhì),考查直線(xiàn)和圓相切的條件,考查聯(lián)立直線(xiàn)方程和橢圓方程,消去未知數(shù),運(yùn)用韋達(dá)定理,以及化簡(jiǎn)整理的運(yùn)算能力,屬于中檔題.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

已知在△ABC中,內(nèi)角A,B,C所對(duì)邊的邊長(zhǎng)分別是a,b,c,若a,b,c滿(mǎn)足a2+c2-b2=
3
ac.
(1)求角B;   
(2)若b=2,∠A=105°,求c邊長(zhǎng).

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若l,m表示直線(xiàn),α,β,γ表示平面,則下列命題不正確的是( 。
A、若l⊥m,l⊥α,m⊥β,則α⊥β
B、若l⊥m,l?α,m?β,則α⊥β
C、若α⊥γ,β∥γ,則α⊥β
D、若l∥m,l⊥α,m?β,則α⊥β

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

雙曲線(xiàn)y=
1
x
的焦距為(  )
A、
2
B、2
2
C、2
D、4

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

已知AB、CD是夾在平行平面α、β間的異面線(xiàn)段,A,C∈α,B,D∈β,且AC=6,BD=8,AB=CD=10,AB和CD成60°角.求異面直線(xiàn)AC和BD所成的角.

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將形如M=mn(m、n∈N*)的正整數(shù)表示成各項(xiàng)都是整數(shù)、公差為2的等差數(shù)列的前m項(xiàng)和,稱(chēng)作“對(duì)M的m項(xiàng)分劃”.例如,將4表示成4=22=1+3,稱(chēng)作“對(duì)4的2項(xiàng)分劃”,將27表示成27=33=7+9+11,稱(chēng)作“對(duì)27的3項(xiàng)分劃”.那么對(duì)256的16項(xiàng)分劃中,最大的數(shù)是( 。ā 。
A、19B、21C、31D、39

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

如圖,在三棱錐A-BCD中,BC=DC=AB=AD=2,BD=2,平面ABD⊥平面BCD,O為BD中點(diǎn),點(diǎn)P,Q分別為線(xiàn)段AO,BC上的動(dòng)點(diǎn)(不含端點(diǎn)),且AP=CQ,則三棱錐P-QCO體積的最大值為
 

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

已知f(x)=x2+bln(x+1)其中b∈R.
(1)若對(duì)f(x)定義域內(nèi)的任意x,都有f(x)≥f(1),求b的值;
(2)若函數(shù)f(x)在其定義域內(nèi)是單調(diào)函數(shù),求b的取值范圍;
(3)若b=-1,證明:對(duì)任意的正整數(shù)n,不等式
n
k=1
f(
1
k
)<1+
1
23
+
1
33
+…+
1
n3
都成立.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

方程2sin2x=x-3的解有( 。﹤(gè).
A、1B、2C、3D、4

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