题目内容

已知椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的离心率为
6
3
,a=
5

(1)求椭圆C的方程;
(2)已知动直线x-my+1=0与椭圆C相交于A、B两点.
①若点M(-
7
3
,0),求证:
MA
MB
为定值;
②求三角形OAB面积的最大值(O为坐标原点).
分析:(1)通过椭圆的离心率以及a,求出b,即可求解椭圆C的方程;
(2)①点M(-
7
3
,0),设出A、B两点坐标,将直线方程与椭圆方程联立消掉y得x的一元二次方程,由韦达定理得x1+x2,利用向量数量积的坐标运算及韦达定理即可求得
MA
MB
为定值.
②利用弦长公式求出|y1-y2|以及|0N|,表示出三角形OAB面积利用换元法以及函数的单调性求出面积的最大值.
解答:解:(1)因为已知椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的离心率为
6
3
,a=
5

所以c=ae=
30
3
,所以b=
(
5
)2-(
30
3
)2
=
5
3

所以椭圆方程为:
x2
5
+
3y2
5
=1

(2)①设A(x1,y1)B(x2,y2)由将y=
1
m
(x+1),代入
x2
5
+
3y2
5
=1
中,
得(1+
3
m2
)x2+
6
m2
x+
3
m2
-5=0,
△=
36
m4
-4(
3
m2
+1)(
3
m2
-5)=
48
m2
+20>0,x1+x2=-
6
3+m2
,x1x2=
3-5m2
3+m2

所以
MA
MB
=(x1+
7
3
,y1)(x2+
7
3
,y2)=(x1+
7
3
)(x2+
7
3
)+y1y2
=(x1+
7
3
)(x2+
7
3
)+
1
m2
(x1+1)(x2+1)
=(1+
1
m2
)x1x2+(
7
3
+
1
m2
)(x1+x2)+
49
9
+
1
m2

=(1+
1
m2
3-5m2
3+m2
+(
7
3
+
1
m2
)(-
6
3+m2
)+
49
9
+
1
m2
=
4
9

②直线与x轴的交点为N,x-my+1=0,|y1-y2|=
1
|m|
|x1-x2|

S△AOB=
1
2
|ON||y1-y2|=
1
2
×1×
1
|m|
(-
6
3+m2
)2-4×
3-5m2
3+m2
=
5m2+12
(3+m2)2

令12+5m2=t,则t≥12,m2=
t-12
5

∴S△AOB=
t
(3+
t-12
5
)2
=
25
t+
3
t
+6

∵t≥12,t+
3
t
+6
是增函数,
∴当t=12时,S△AOB取得最大值,最大值为
10
9
点评:本题考查直线与椭圆的位置关系及向量的数量积运算,考查学生的运算变形能力,考查学生分析解决问题的能力.
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