题目内容

8.已知点P为椭圆$\frac{{x}^{2}}{16}$+$\frac{{y}^{2}}{12}$=1上的动点,EF为圆N:x2+(y-1)2=1的任一直径,求$\overrightarrow{PE}•\overrightarrow{PF}$最大值和最小值是(  )
A.16,12-4$\sqrt{3}$B.17,13-4$\sqrt{3}$C.19,12-4$\sqrt{3}$D.20,13-4$\sqrt{3}$

分析 根据题意,得|NE|=|NF|=1且$\overrightarrow{NF}=-\overrightarrow{NE}$,由此化简得$\overrightarrow{PE}•\overrightarrow{PF}$=$|\overrightarrow{PN}{|}^{2}$-1,根据椭圆方程与两点的距离公式,求出当P的纵坐标为-3时,$|\overrightarrow{PN}{|}^{2}$取得最大值20,由此即得$\overrightarrow{PE}•\overrightarrow{PF}$=$|\overrightarrow{PN}{|}^{2}$-1的最大值,当P的纵坐标为$2\sqrt{3}$时,$|\overrightarrow{PN}{|}^{2}$取得最小值$13-4\sqrt{3}$,由此即得$\overrightarrow{PE}•\overrightarrow{PF}$=$|\overrightarrow{PN}{|}^{2}$-1的最小值.

解答 解:∵EF为圆N的直径,∴|NE|=|NF|=1,且$\overrightarrow{NF}=-\overrightarrow{NE}$,
则$\overrightarrow{PE}•\overrightarrow{PF}$=($\overrightarrow{PN}$+$\overrightarrow{NE}$)•($\overrightarrow{PN}$+$\overrightarrow{NF}$)
=($\overrightarrow{PN}$+$\overrightarrow{NE}$)•($\overrightarrow{PN}$$-\overrightarrow{NE}$ )
=${\overrightarrow{PN}}^{2}-{\overrightarrow{NE}}^{2}$=$|\overrightarrow{PN}{|}^{2}$-1,
设P(x0,y0),则有$\frac{{{x}_{0}}^{2}}{16}+\frac{{{y}_{0}}^{2}}{12}=1$即x02=16-$\frac{4}{3}$y02
又N(0,1),∴$|\overrightarrow{PN}{|}^{2}$=${{x}_{0}}^{2}+({y}_{0}-1)^{2}=-\frac{1}{3}({y}_{0}+3)^{2}+20$,
而y0∈[-2$\sqrt{3}$,2$\sqrt{3}$],
∴当y0=-3时,$|\overrightarrow{PN}{|}^{2}$取得最大值20,则$\overrightarrow{PE}•\overrightarrow{PF}$=$|\overrightarrow{PN}{|}^{2}$-1=20-1=19,
当y0=$2\sqrt{3}$时,$|\overrightarrow{PN}{|}^{2}$取得最小值$13-4\sqrt{3}$,则$\overrightarrow{PE}•\overrightarrow{PF}$=$|\overrightarrow{PN}{|}^{2}$-1=$13-4\sqrt{3}$-1=$12-4\sqrt{3}$.
∴$\overrightarrow{PE}•\overrightarrow{PF}$最大值和最小值是:19,$12-4\sqrt{3}$.
故选:C.

点评 本题考查椭圆的简单性质,考查了向量知识以及配方法的运用,属于中档题.

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