问题
解答题
已知定点A(-
(1)求动点E的轨迹方程; (2)设直线l:y=kx+m(k≠0,m>0)与E的轨迹交于P,Q两点,且以PQ为对角线的菱形的一顶点为(-1,0),求:△OPQ面积的最大值及此时直线l的方程. |
答案
(1)由题知|EA|=|EB|
∴|EA|+|EC|=|EB|+|EC|=4
又∵|AC|=2
<4∴点E的轨迹是以A,C为焦点,长轴长为4的椭圆,3
∴E的轨迹方程为
+y2=1x2 4
(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),PQ的中点为(x0,y0)
将直线y=kx+m与
+y2=1x2 4
联立得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0△=16(4k2+1-m2)>0,即4k2+1>m2①
又x0=
=x1+x2 2
,y0=-4km 1+4k2
=y1+y2 2 m 1+4k2
依题意有
=-y0-0 x0-(-1)
,1 k
整理得3km=4k2+1②
由①②可得k2>
,∵m>0,∴k>0,∴k>1 5 5 5
设O到直线l的距离为d,则S△OPQ=
d•|PQ|=1 2
•1 2
•m 1+k2 1+k2 16(4k2+1-m2) 1+4k2
=
=2 (4k2+1)(5k2-1) 9k2 2 9 20+
-1 k2 1 k4
当
=1 k2
时,△OPQ的面积取最大值1,1 2
此时k=
,m=2
,∴直线方程为y=3 2 2
x+2 3 2 2