问题
解答题
已知△ABC的顶点A,B在椭圆x2+3y2=4上,C在直线l:y=x+2上,且AB∥l.
(1)求边AB中点的轨迹方程;
(2)当AB边通过坐标原点O时,求△ABC的面积;
(3)当∠ABC=90°,且斜边AC的长最大时,求AB所在直线的方程.
答案
(1)设AB所在直线的方程为y=x+m
由
得4x2+6mx+3m2-4=0.(2分)x2+3y2=4 y=x+m
因为A、B在椭圆上,所以△=-12m2+64>0.-
<m<4 3 3 4 3 3
设A、B两点坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2),中点为P(x0,y0)
则x1+x2=-
,m=-3m 2
x0,y0=x0-4 3
x0=-4 3
x01 3
所以中点轨迹方程为y=-
x(-1 3
<x<3
,且x≠-3
)(4分)3 2
(2)∵AB∥l,且AB边通过点(0,0),故AB所在直线的方程为y=x.
此时m=0,由(1)可得x=±1,所以|AB|=
|x1-x2|=22
(6分)2
又因为AB边上的高h等于原点到直线l的距离,所以h=
(8分)2
S△ABC=
|AB|•h=2.(10分)1 2
(3)由(1)得x1+x2=-
,x1x2=3m 2
,3m2-4 4
所以|AB|=
|x1-x2|=2
.(12分)32-6m2 2
又因为BC的长等于点(0,m)到直线l的距离,即|BC|=
.(14分)|2-m| 2
所以|AC|2=|AB|2+|BC|2=-m2-2m+10=-(m+1)2+11.
所以当m=-1时,AC边最长,(这时△=-12+64>0)
此时AB所在直线的方程为y=x-1.(16分)