已知椭圆C:
(I)求椭圆C的方程; (II)当△APQ的面积达到最大时,求直线的方程. |
(I)将圆M的一般方程x2+y2+6x-2y+7=0化为标准方程(x+3)2+(y-1)2=3,则圆M的圆心M(-3,1),半径r=
.3
由A(0,1),F(-c,0)(c=
)得直线AF的方程为x-cy+c=0.a2-1
由直线AF与圆M相切,得
=|-3-c+c| 1+c2
,3
解得c=
或c=-2
(舍去).2
当c=
时,a2=c2+1=3,2
故椭圆C的方程为
+y2=1.x2 3
(II)由题意可知,直线PQ的斜率存在,设直线的斜率为k,则直线PQ的方程为y=kx-
.1 2
因为点(0,-
)在椭圆内,所以对任意k∈R,直线都与椭圆C交于不同的两点.1 2
由
得(1+3k2)x2-3kx-y=kx- 1 2
+y2=1x2 3
=0.9 4
设点P,Q的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则y1=kx1-
,y2=kx2-1 2
,x1+x2=1 2
,x1x2=-3k 1+3k2
,9 4(1+3k2)
所以|PQ|=
=(x2-x1)2+(y2-y1)2
=(1+k2)[(x1+x2)2-4x1x2]
.3 (1+k2)(1+4k2) 1+3k2
又因为点A(0,1)到直线y=kx-
的距离d=1 2
,3 2 k2+1
所以△APQ的面积为S=
|PQ|•d=1 2
.9 1+4k2 4(1+3k2)
设t=
,则0<t≤1且k2=1 1+3k2
-1 3t
,S=1 3
t•9 4
=
-4 3t 1 3 9 4
=
-4t 3 t2 3 9 4
.-
(t-2)2+1 3 4 3
因为0<t≤1,所以当t=1时,△APQ的面积S达到最大,
此时
=1,即k=0.1 1+3k2
故当△APQ的面积达到最大时,直线的方程为y=-
.1 2