(2014•宿迁模拟)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0),A,F分别为椭圆C的左顶点和右焦点,过F的直线l
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解题思路:对第(1)问,由AF=3,PQ=3,及a2=b2+c2可求得a2,b2

对第(2)问,可先设直线PQ的方程与P,Q的坐标,联立直线与椭圆的方程,由韦达定理建立交点坐标的关系,将k1k2用坐标表示,再探求定值的存在性;

对第(3)问,根据S△APQ=

1

2

AF•|

y

1

y

2

|

,将|y1-y2|用参数m表示,从而得到面积关于m函数,根据此函数的形式特点,可求得面积的最大值.

(1)设椭圆的右焦点为F(c,0),c>0,则a2=b2+c2,…①

由AF=3,得a+c=3,…②

又当直线l⊥x轴时,P,Q的横坐标为c,将x=c代入

x2

a2+

y2

b2=1中,得y=±

b2

a,

则PQ=

2b2

a=3,…③

联立①②③,解得a2=4,b2=3,c2=1,

所以椭圆C的方程为

x2

4+

y2

3=1.

(2)k1k2为定值−

1

4.证明如下:

显然,直线PQ不与y轴垂直,可设PQ的方程为x=my+1,

联立椭圆方程

x2

4+

y2

3=1,消去x并整理得(3m2+4)y2+6my-9=0,

又设P(x1,y1),Q(x2,y2),由韦达定理得

y1+y2=−

6m

3m2+4

y1y2=

−9

3m2+4

从而x1+x2=(my1+1)+(my2+1)=[8

3m2+4,x1x2=(my1+1)(my2+1)=

−12m2+4

3m2+4,

所以k1k2=

y1y2

(x1+2)(x2+2)=

y1y2

x1x2+2(x1+x2)+4=

−9

3m2+4

−12m2+4

3m2+4+

16

3m2+4+4=

−9/36=−

1

4],

即k1k2=−

1

4,故得证.

(3)由(2)知,

y1+y2=−

6m

3m2+4

y1y2=

−9

3m2+4

所以S=

1

2AF•|y1−y2|=

3

2|y1−y2|=

3

2

(y1+y2)2−4y1y2

=

3

2

(−

6m

3m2+4)2+

36

3m2+4=18

m2+1

(3m2+4)2=18

m2+1

9(m2+1)2+6(m2+1)+1

=18

1

9(m2+1)+

1

m2+1+6.

令t=m2+1,t≥1,

则S=

18

9t+

1

t+6(t≥1),设函数g(t)=9t+

1

t(t≥1),

由(9t+

1

t)′=9−

1

t2=

9t2−1

t2>0知,g(t)在[1,+∞)上为增函数,

得t=1,即m=0时,[g(t)]min=9×1+

1

1=10,

此时S取得最大值为

18

10+6=[9/2].

点评:

本题考点: 直线与圆锥曲线的综合问题.

考点点评: 1.求椭圆的方程,只需确定a2,b2,需要建立关于a,b,c的三个不同的方程.

2.要获得定值,往往需要消参,韦达定理的运用,体现了“设而不求”的思想.

3.面积的最值问题,一般转化为函数最值问题来处理.常利用函数的单调性求最值,考虑导数方法来研究函数的单调性,过程显得更为简洁.