问题 解答题
椭圆E的中心在坐标原点O,焦点在x轴上,离心率为
1
2
.点P(1,
3
2
)、A、B在椭圆E上,且
PA
+
PB
=m
OP
(m∈R);
(Ⅰ)求椭圆E的方程及直线AB的斜率;
(Ⅱ)求证:当△PAB的面积取得最大值时,原点O是△PAB的重心.
答案

(Ⅰ)由e2=1-

b2
a2
=
1
4
1
a2
+
9
4b2
=1

解得a2=4,b2=3,…(1分)

椭圆方程为

x2
4
+
y2
3
=1; …(2分)

设A(x1,y1)、B(x2,y2),

PA
+
PB
=m
OP

(x1+x2-2,y1+y2-3)=m(1,

3
2
),

x1+x2=2+m
y1+y2=3+
3
2
m
…(3分)

x12
4
+
y12
3
=1,
x22
4
+
y22
3
=1

两式相减得kAB=

y2-y1
x2-x1
=-
3
4
×
x1+x2
y1+y2
=-
3
4
×
2+m
3+
3
2
m
=-
1
2
;…(5分)

(Ⅱ)证明:设AB的方程为 y=-

1
2
x+t,

代入椭圆方程得:x2-tx+t2-3=0,…(6分)

△=3(4-t2),|AB|=

1+
1
4
×
3(4-t2)
=
15
2
×
4-t2

点P到直线AB的距离为d=

|4-2t|
5

S△PAB=

3
2
|2-t|
4-t2
=
1
2
3(2-t)3(2+t)
(-2<t<2). …(8分)

令f(t)=3(2-t)3(2+t),

则f’(t)=-12(2-t)2(t+1),

由f’(t)=0得t=-1或2(舍),

当-2<t<-1时,f’(t)>0,

当-1<t<2时f’(t)<0,

所以当t=-1时,f(t)有最大值81,

即△PAB的面积的最大值是

9
2
;                 …(10分)

根据韦达定理得 x1+x2=t=-1,

而x1+x2=2+m,所以2+m=-1,得m=-3,

于是x1+x2+1=3+m=0,y1+y2+

3
2
=3+
3m
2
+
3
2
=0,

因此△PAB的重心坐标为(0,0).        …(12分)

选择题
单项选择题