平面直角坐標(biāo)系中,已知直線(xiàn)l:x=4,定點(diǎn)F(1,0),動(dòng)點(diǎn)P(x,y)到直線(xiàn)l的距離是到定點(diǎn)F的距離的2倍.
(1)求動(dòng)點(diǎn)P的軌跡C的方程;
(2)若M為軌跡C上的點(diǎn),以M為圓心,MF長(zhǎng)為半徑作圓M,若過(guò)點(diǎn)E(-1,0)可作圓M的兩條切線(xiàn)EA,EB(A,B為切點(diǎn)),求四邊形EAMB面積的最大值.
【答案】
分析:(1)設(shè)點(diǎn)P到l的距離為d,依題意得
,由此能得到軌跡C的方程.
(2)設(shè)M(x
,y
),圓M:(x-x
)
2+(y-y
)
2=r
2,由兩切線(xiàn)存在可知,點(diǎn)E在圓M外,所以x
>0,又M(x
,y
)為軌跡C上的點(diǎn),所以0<x
≤2.由
,知1≤r<2.由E(-1,0)為橢圓的左焦點(diǎn),根據(jù)橢圓定義知,|ME|+|MF|=4,所以在直角三角形MEB中,
,
,由圓的性質(zhì)知,四邊形EAMB面積
,由此能求出四邊形EAMB面積的最大值.
解答:解:(1)設(shè)點(diǎn)P到l的距離為d,依題意得d=2|PF|,
即
,…(2分)
整理得,軌跡C的方程為
. …(5分)
(2)設(shè)M(x
,y
),圓M:(x-x
)
2+(y-y
)
2=r
2,其中
由兩切線(xiàn)存在可知,點(diǎn)E在圓M外,
所以,
,即x
>0,
又M(x
,y
)為軌跡C上的點(diǎn),所以0<x
≤2.
而
,所以,1≤|MF|<2,即1≤r<2. …(8分)
由(1)知,E(-1,0)為橢圓的左焦點(diǎn),
根據(jù)橢圓定義知,|ME|+|MF|=4,
所以|ME|=4-r,而|MB|=|MF|=r,
所以,在直角三角形MEB中,
,
,
由圓的性質(zhì)知,四邊形EAMB面積
,其中1≤r<2.…(12分)
即
(1≤r<2).
令y=-2r
3+4r
2(1≤r<2),則y'=-6r
2+8r=-2r(3r-4),
當(dāng)
時(shí),y'>0,y=-2r
3+4r
2單調(diào)遞增;
當(dāng)
時(shí),y'<0,y=-2r
3+4r
2單調(diào)遞減.
所以,在
時(shí),y取極大值,也是最大值,
此時(shí)S
max=2
=
. …(16分)
點(diǎn)評(píng):本題考查點(diǎn)的軌跡方程的求法和求四邊形面積的最大值,解題時(shí)要認(rèn)真審題,注意挖掘題設(shè)中的隱含條件,合理地進(jìn)行待價(jià)轉(zhuǎn)化.