已知橢圓C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)過(guò)點(diǎn)(
3
,
3
2
),橢圓C左右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,上頂點(diǎn)為E,△EF1F2為等邊三角形.定義橢圓C上的點(diǎn)M(x0,y0)的“伴隨點(diǎn)”為N(
x0
a
,
y0
b
).
(1)求橢圓C的方程;
(2)求tan∠MON的最大值;
(3)直線l交橢圓C于A、B兩點(diǎn),若點(diǎn)A、B的“伴隨點(diǎn)”分別是P、Q,且以PQ為直徑的圓經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O.橢圓C的右頂點(diǎn)為D,試探究△OAB的面積與△ODE的面積的大小關(guān)系,并證明.
考點(diǎn):直線與圓錐曲線的綜合問(wèn)題
專題:圓錐曲線中的最值與范圍問(wèn)題
分析:(1)由已知
3
a2
+
3
4b2
=1
a2=b2+c2
c
a
=
1
2
,由此能求出橢圓C的方程.
(2)設(shè)kOM=
y0
x0
=k
(k>0),于是kON=
2k
3
,由此利用均值定理能求出tan∠MON的最大值.
(3)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則P(
x1
2
,
y1
3
), Q(
x2
2
,
y2
3
)
.當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),設(shè)方程為y=kx+m,由
y=kx+m
x2
4
+
y2
3
=1
得:(3+4k2)x2+8kmx+4(m2-3)=0,由此求出S△OAB=
1
2
|AB|d=
3
;當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),設(shè)方程為x=m(-2<m<2)聯(lián)立橢圓方程得:y2=
3(4-m2)
4
,由此求出△OAB的面積是定值
3
,又△ODE的面積也為
3
,從而得到△OAB的面積與△ODE的面積相等.
解答: 本小題滿分(16分)(第1小題滿分(4分),第2小題滿分(4分),第3小題滿分8分)
解:(1)由已知
3
a2
+
3
4b2
=1
a2=b2+c2
c
a
=
1
2
,
解得a2=4,b2=3,
∴橢圓C的方程為
x2
4
+
y2
3
=1
…(4分)
(2)當(dāng)x0y0=0時(shí),顯然tan∠MON=0,
由橢圓對(duì)稱性,只研究x0>0,y0>0即可,
設(shè)kOM=
y0
x0
=k
(k>0),于是kON=
2k
3
…(5分)
tan∠MON=
2k
3
-k
1+
2k2
3
=
2-
3
3
k
+2k
2-
3
2
2
3
,
(當(dāng)且僅當(dāng)k2=
3
2
時(shí)取等號(hào)),
∴tan∠MON的最大值為
2-
3
2
2
3
.…(8分)
(3)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則P(
x1
2
,
y1
3
), Q(
x2
2
,
y2
3
)

1)當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),設(shè)方程為y=kx+m,
y=kx+m
x2
4
+
y2
3
=1
得:(3+4k2)x2+8kmx+4(m2-3)=0;
△=48(3+4k2-m2)>0
x1+x2=
-8km
3+4k2
x1x2=
4(m2-3)
3+4k2
①…(10分)
由以PQ為直徑的圓經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O可得:3x1x2+4y1y2=0;
整理得:(3+4k2)x1x2+4mk(x1+x2)+4m2=0
將①式代入②式得:3+4k2=2m2,…(12分)
∵3+4k2>0,∴m2>0,△=48m2>0,
又點(diǎn)O到直線y=kx+m的距離d=
|m|
1+k2

∴|AB|=
1+k2
|x1-x2|
=
1+k2
4
3
3+4k2-m2
3+4k2

=
1+k2
4
3
|m|
3+4k2
=
1+k2
4
3
|m|
2m2

所以S△OAB=
1
2
|AB|d=
3
…(14分)
2)當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),設(shè)方程為x=m(-2<m<2)
聯(lián)立橢圓方程得:y2=
3(4-m2)
4
;
代入3x1x2+4y1y2=0得3m2-
3(4-m2)
4
=0
;
m=±
2
5
5
,y=±
2
15
5
,S△OAB=
1
2
|AB|d
=
1
2
|m||y1-y2|=
3
,
綜上:△OAB的面積是定值
3

又△ODE的面積也為
3
,
∴△OAB的面積與△ODE的面積相等.…(16分)
點(diǎn)評(píng):本題考查橢圓方程的求法,考查正切的最大值的求法,考查兩個(gè)三角形面積的判斷,解題時(shí)要認(rèn)真審題,注意點(diǎn)到直線的距離公式和弦長(zhǎng)公式的合理運(yùn)用.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

正六棱錐P-ABCDEF中,G為PB的中點(diǎn),則三棱錐D-GAC與三棱錐E-GAC的體積比
VD-GAC
VE-GAC
為( 。
A、
1
2
B、1
C、
2
3
D、2

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

已知函數(shù)f(x)=ex-x
(1)求f(x)在點(diǎn)(0,1)處的切線方程;
(2)若F(x)=f(x)-ax2-1的導(dǎo)函數(shù)F′(x)在(0,2)上單調(diào),求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(3)對(duì)m≥0,n≥0,試比較f(m)+f(n)與mn+2的大小,并說(shuō)明理由.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

如圖,在三棱柱ABC-A1B1C1中,C1C⊥底面ABC,AC=BC=CC1=2,AC⊥BC,點(diǎn)D是AB的中點(diǎn).
(Ⅰ)求證:AC1∥平面CDB1;
(Ⅱ)求四面體B1C1CD的體積.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

已知函數(shù)f(x)=k(x-1)ex+x2
(Ⅰ)當(dāng)時(shí)k=-
1
e
,求函數(shù)f(x)在點(diǎn)(1,1)處的切線方程;
(Ⅱ)若在y軸的左側(cè),函數(shù)g(x)=x2+(k+2)x的圖象恒在f(x)的導(dǎo)函數(shù)f′(x)圖象的上方,求k的取值范圍;
(Ⅲ)當(dāng)k≤-l時(shí),求函數(shù)f(x)在[k,1]上的最小值m.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2)是函數(shù)f(x)=
1
2
+log2
x
1-x
的圖象上的任意兩點(diǎn).M為AB的中點(diǎn),M的橫坐標(biāo)為
1
2

(1)求M的縱坐標(biāo).
(2)設(shè)Sn=f(
1
n+1
)+f(
2
n+1
)+…+f(
n
n+1
)
,其中n∈N*,求Sn
(3)對(duì)于(2)中的Sn,已知an=(
1
Sn+1
)2
,其中n∈N*,設(shè)Tn為數(shù)列{an}的前n項(xiàng)的和,求證
4
9
Tn
5
3

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

某高校調(diào)查詢問(wèn)了56名男女大學(xué)生在課余時(shí)間是否參加運(yùn)動(dòng),得到如表所示的數(shù)據(jù).從表中數(shù)據(jù)分析,有多大把握認(rèn)為大學(xué)生的性別與參加運(yùn)動(dòng)之間有關(guān)系.
參加運(yùn)動(dòng)不參加運(yùn)動(dòng)合計(jì)
男大學(xué)生20828
女大學(xué)生121628
合計(jì)322456

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

已知f(x)=cos(2x-
π
3
)+sin2x-cos2x
(1)求f(x)的對(duì)稱軸及對(duì)稱中心;
(2)若f(α)=
3
5
,2α是第二象限角,求sin2α的值.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

已知函數(shù)f(x)=
x+2(x≤-1)
x2(-1<x<2)
2x(x≥2)

(1)求f(-4)、f(3)、f(1)的值;
(2)若f(a)=
1
2
,求a的值.

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同步練習(xí)冊(cè)答案