题目内容

在面积为1的△PMN中,tg∠PMN=,tg∠MNP=-2.建立适当的坐标系,求以M,N为焦点且过点P的椭圆方程。

 

答案:
解析:

解法一:如图,以MN所在直线为x轴,MN的垂直平分线为y轴建    立直角坐标系,设以M,N为焦点且过点P的椭圆方程为,焦点为M (-c,0),N (c,0).

由tgM=,tgα=tg(π-∠MNP)=2,得直线PM和直线PN的方程分别为

y=(x+c)和y=2(x-c).

将此二方程联立,解得

x=c,y=c,即P点坐标为(c,c).

在△MNP中,|MN|=2c,MN上的高为点P的纵坐标,故

由题设条件S△MNP=1,∴ c=,即P点坐标为.        

由两点间的距离公式

,

.

得 .                                    

又  b2=a2-c2=,

故所求椭圆方程为.                                              

解法二:同解法一得,P点的坐标为.           

∵ 点P在椭圆上,且a2=b2+c2.

∴ .

化简得3b4-8b2-3=0.

解得b2=3,或b2= (舍去).                                

又 a2=b2+c2=3+.

故所求椭圆方程为.                                   

解法三:同解法一建立坐标系.                                    

∵ ∠P=∠α-∠PMN,

∴ .

∴ ∠P为锐角.

∴ sinP=,cosP=.

而 S△MNP=|PM|·|PN|sinP=1,

∴ |PM|·|PN|=.                   

∵ |PM|+|PN|=2a,|MN|=2c,

由余弦定理,

(2c)2=|PM|2+|PN|2-2|PM|·|PN|cosP

=(|PM|+|PN|)2-2|PM|·|PN|(1+cosP)

=(2a)2-2·-2··,

∴ c2=a2-3,即b<SUP>2=3.          ;                                

又 sinM=,sinN=,

由正弦定理,

,

∴ .

即  ,

∴ a=c.                                                     

∴ a2=b2+c2=3+.

∴ a2=.

故所求椭圆方程为.

 


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