问题 解答题
已知椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的左右焦点分别为F1和F2,由4个点M(-a,b)、N(a,b)、F2和F1组成了一个高为
3
,面积为3
3
的等腰梯形.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点F1的直线和椭圆交于两点A、B,求△F2AB面积的最大值.
答案

(1)由题意知b=

3
1
2
(2a+2c)b
=3
3
,所以a+c=3①,

又a2=b2+c2,即a2=3+c2②,

联立①②解得a=2,c=1,

所以椭圆方程为:

x2
4
+
y2
3
=1;

(2)由(1)知F1(-1,0),

设A(x1,y1),B(x2,y2),过点F1的直线方程为x=ky-1,

x=ky-1
x2
4
+
y2
3
=1
得(3k2+4)y2-6ky-9=0,△>0成立,

y1+y2=

6k
3k2+4
y1y2=
-9
3k2+4

△F2AB的面积S=

1
2
×|F1F2|(|y1|+|y2|)=|y1-y2|=
(y1+y2)2-4y1y2

=

36k2
(3k2+4)2
+
36
3k2+4
=12
k2+1
(3k2+4)2
=
12
9(k2+1)+
1
k2+1
+6

又k2≥0,所以9(k2+1)+

1
k2+1
+6递增,

所以9(k2+1)+

1
k2+1
+6≥9+1+6=16,

所以

12
9(k2+1)+
1
k2+1
+6
12
16
=3,当且仅当k=0时取得等号,

所以△F2AB面积的最大值为3.

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