题目内容

【题目】已知为坐标原点,为椭圆的上焦点,上一点轴上方,且.

(1)求直线的方程;

(2)为直线异于的交点,的弦的中点分别为,若在同一直线上,求面积的最大值.

【答案】(1) 的方程为.(2)3

【解析】

(1) ,可得,求出A点坐标,即可得到直线的方程;

(2)利用点差法可得,又因为在同一直线上,所以,所以,设出直线,与椭圆方程联立,利用韦达定理即可表示面积,结合均值不等式即可得到结果.

解法一:(1)设 ,因为,所以

又因为点在椭圆上,所以

由①②解得:,所以的坐标为

又因为的坐标为,所以直线的方程为.

(2)当在第一象限时,直线

,则

两式相减得:

因为不过原点,所以,即

同理:

又因为在同一直线上,所以,所以

设直线

得:,由,得

由韦达定理得:

所以

又因为到直线的距离

所以

当且仅当,即时等号成立,

所以的面积的最大值为3,

在第二象限时,由对称性知,面积的最大值也为3,

综上,面积的最大值为3.

解法二:(1)同解法一;

(2)当点在第一象限时,直线

,得:,则中点的坐标为

所以直线

①当直线斜率不存在或斜率为零时,不共线,不符合题意;

②当直线斜率存在时,设

得:,由,得

由韦达定理,

所以

因为在同一直线上,所以,解得

所以

所以

又因为到直线的距离为

所以

,即时,面积的最大值为3,

所以面积的最大值为3,

在第二象限时,由对称性知,面积的最大值也为3,

综上,面积的最大值为3.

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