Question

如圖，橢圓Q：（a＞b＞0）的右焦點F（c，0），過點F的一動直線m繞點F轉(zhuǎn)動，并且交橢圓于A、B兩點，P是線段AB的中點．
（1）求點P的軌跡H的方程．
（2）在Q的方程中，令a²=1+cosq+sinq，b²=sinq（0＜q≤），確定q的值，使原點距橢圓的右準(zhǔn)線l最遠(yuǎn)，此時，設(shè)l與x軸交點為D，當(dāng)直線m繞點F轉(zhuǎn)動到什么位置時，三角形ABD的面積最大？

Answer 1

解：如圖，（1）設(shè)橢圓Q：（a＞b＞0）
上的點A（x₁，y₁）、B（x₂，y₂），又設(shè)P點坐標(biāo)為P（x，y），
則
1°當(dāng)AB不垂直x軸時，x₁¹x₂，
由（1）-（2）得
b²（x₁-x₂）2x+a²（y₁-y₂）2y=0
∴
∴b²x²+a²y²-b²cx=0（3）
2°當(dāng)AB垂直于x軸時，點P即為點F，滿足方程（3）
故所求點P的軌跡方程為：b²x²+a²y²-b²cx=0

（2）因為，橢圓Q右準(zhǔn)線l方程是x=，原點距l(xiāng)的距離為，
由于c²=a²-b²，a²=1+cosq+sinq，b²=sinq（0＜q≤）
則==2sin（+）
當(dāng)q=時，上式達(dá)到最大值．
此時a²=2，b²=1，c=1，D（2，0），|DF|=1
設(shè)橢圓Q：上的點A（x₁，y₁）、B（x₂，y₂），三角形ABD的面積
S=|y₁|+|y₂|=|y₁-y₂|
設(shè)直線m的方程為x=ky+1，代入中，得（2+k²）y²+2ky-1=0
由韋達(dá)定理得y₁+y₂=，y₁y₂=，
4S²=（y₁-y₂）²=（y₁+y₂）²-4y₁y₂=
令t=k²+1³1，
得4S²=，
當(dāng)t=1，k=0時取等號．
因此，當(dāng)直線m繞點F轉(zhuǎn)到垂直x軸位置時，三角形ABD的面積最大．
分析：（1）設(shè)出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和A，B的坐標(biāo)進(jìn)而把A，B代入到橢圓方程聯(lián)立，先看當(dāng)當(dāng)AB不垂直x軸時，方程組中兩式相減，進(jìn)而求得x和y的關(guān)系及P的軌跡方程；再看AB垂直于x軸時，點P即為點F，滿足剛才所求的方程，最后綜合可得答案．
（2）先根據(jù)橢圓方程求得其右準(zhǔn)線方程，求得原點到右準(zhǔn)線的距離，根據(jù)c²=a²-b²，求得=2sin（+），進(jìn)而可知
當(dāng)q=時，上式達(dá)到最大值．此時a，b和c可求得，則可求得此時的橢圓的方程，設(shè)橢圓Q：上的點A（x₁，y₁）、B（x₂，y₂），則可表示出三角形的面積，把直線m的方程代入橢圓方程，消去x，根據(jù)韋達(dá)定理由韋達(dá)定理得y₁+y₂和y₁y₂的表達(dá)式，進(jìn)而求得三角形面積的表達(dá)式，令t=k²+1³1，進(jìn)而求得S關(guān)于t的函數(shù)，根據(jù)t的范圍確定三角形面積S的最大值．
點評：本題主要考查了直線與圓錐曲線的綜合問題．考查了考生運用數(shù)學(xué)知識分析問題和解決問題的能力．