题目内容
(本小题满分13分)
如图6所示,在直角坐标平面上的矩形中,,,点,满足,,点是关于原点的对称点,直线与相交于点.
(Ⅰ)求点的轨迹方程;
(Ⅱ)若过点的直线与点的轨迹相交于,两点,求的面积的最大值.
图6
如图6所示,在直角坐标平面上的矩形中,,,点,满足,,点是关于原点的对称点,直线与相交于点.
(Ⅰ)求点的轨迹方程;
(Ⅱ)若过点的直线与点的轨迹相交于,两点,求的面积的最大值.
图6
(1)(2)
(Ⅰ)设点的坐标为,由图可知,,,
.
由,得点的坐标为;
由,得点的坐标为
. ……分
于是,当时,直线的方程为
, ……①
直线的方程为.……②
①②,得,即.
当时,点即为点,而点的坐标也满足上式.
故点的轨迹方程为. ……分
(Ⅱ)设过点的直线的方程为,且设,.
由得. ……③
由于上述方程的判别式,所以,是方程③的两根,
根据求根公式,可得.
又,所以的面积. ……分
令,则.
于是,.
记,,则.
因为当时,,所以在上单调递增.
故当时,取得最小值,此时取得最大值.
综上所述,当时,即直线垂直于轴时,的面积取得最大值.
……分
.
由,得点的坐标为;
由,得点的坐标为
. ……分
于是,当时,直线的方程为
, ……①
直线的方程为.……②
①②,得,即.
当时,点即为点,而点的坐标也满足上式.
故点的轨迹方程为. ……分
(Ⅱ)设过点的直线的方程为,且设,.
由得. ……③
由于上述方程的判别式,所以,是方程③的两根,
根据求根公式,可得.
又,所以的面积. ……分
令,则.
于是,.
记,,则.
因为当时,,所以在上单调递增.
故当时,取得最小值,此时取得最大值.
综上所述,当时,即直线垂直于轴时,的面积取得最大值.
……分
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