题目内容
【题目】已知椭圆Γ:
+
=1(a>b>0)的离心率与双曲线x2﹣y2=a2的离心率之和为
,B1、B2为椭圆Γ短轴的两个端点,P是椭圆Γ上一动点(不与B1、B2重合),直线B1P、B2P分别交直线l:y=4于M、N两点,△B1B2P的面积记为S1 , △PMN的面积记为S2 , 且S1的最大值为4
.
(1)求椭圆Γ的方程;
(2)若S2=λS1 , 当λ取最小值时,求点P的坐标.
【答案】
(1)
解:双曲线的离心率为
,∴椭圆的离心率为
,
∴
,解得a=2
,b=2,
∴椭圆方程为
.
(2)
解:)设P(2
cosα,2sinα)(0≤α<2π且α
,α≠
),B1(0,2),B(0,﹣2),
则直线B1P的方程为y=
x+2,直线B2P的方程为y=
x﹣2,
∴M(
,4),N(
,4),
|MN|=|
﹣
|=|
|,
∴S2=
×|MN|×(4﹣2sinα)=
,又S1=
=4
|cosα|,
∴λ=
=
=(
)2,
令f(α)=
,则f′(α)=
,
令f′(α)=0得α=
或α=
,
当0
时,f′(α)<0,当
时,f′(α)>0,当
时,f′(α)>0,
当
时,f′(α)<0,当
时,f′(α)<0,
∴f(α)在[0,
]上单调递减,在(
,
)上单调递增,在(
,
]上单调递增,在(
,
)上单调递减,在(
,2π)上单调递减,
∴当
时,f(α)取得极小值f(
)=
=
,当α=
时,f(α)取得极大值f(
)=
=﹣
,
∴当α=
或
时,|f(α)|取得最小值
,
∴λ=f2(α)的最小值为
.
∴当λ取得最小值时,P点坐标为(
,1)或(﹣
,1).
【解析】(1)根据椭圆的离心率,S1的面积列方程组,解出a,b即可得出椭圆方程;(2)设P(2
cosα,2sinα),分别求出直线方程,得出M,N的坐标,用α表示出S1 , S2 , 从而得到λ关于α的函数,利用导数判断此函数的单调性,得出λ的最小值及其对应的α,从而得出P点坐标.