题目内容

设椭圆M:
y2
a2
+
x2
b2
=1
(a>b>0)的离心率与双曲线x2-y2=1的离心率互为倒数,且内切于圆x2+y2=4.
(1)求椭圆M的方程;
(2)若直线y=
2
x+m交椭圆于A、B两点,椭圆上一点P(1,
2
)
,求△PAB面积的最大值.
(1)双曲线的离心率为
2
,则椭圆的离心率为e=
c
a
=
2
2
(2分)圆x2+y2=4的直径为4,则2a=4,
得:
2a=4
c
a
=
2
2
b2=a2-c2
?
a=2
c=
2
b=
2

所求椭圆M的方程为
y2
4
+
x2
2
=1
.(6分)
(2)直线AB的直线方程:y=
2
x+m

y= 
2
x+m
x2
2
+
y2
4
=1
,得4x2+2
2
mx+m2-4=0

△=(2
2
m)
2
-16(m2-4) >0
,得-2
2
<m<2
2

x1+x2=-
2
2
m
x1x2=
m2-4
4

|AB|=
1+2
|x1-x2|=
3
(x1+x2)2-4x1x2
=
3
1
2
m2-m2+4
=
3
4-
m2
2
(9分)
又P到AB的距离为d=
|m|
3

S△ABC=
1
2
|AB|d=
1
2
3
4-
m2
2
|m|
3
=
1
2
m2(4-
m2
2
)
=
1
2
2
m2(8-m2)
1
2
2
m2+(8-m2)
2
=
2
当且仅当m=±2∈(-2
2
,2
2
)
取等号
(S△ABC)max=
2
.    (12分)
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