问题 解答题
已知双曲线
x2
6
-
y2
2
=1

(1)求以双曲线的顶点为焦点,焦点为顶点的椭圆E的方程.
(2)点P在椭圆E上,点C(2,1)关于坐标原点的对称点为D,直线CP和DP的斜率都存在且不为0,试问直线CP和DP的斜率之积是否为定值?若是,求此定值;若不是,请说明理由.
(3)平行于CD的直线l交椭圆E于M、N两点,求△cmn面积的最大值,并求此时直线l的方程.
答案

(1)∵双曲线

x2
6
-
y2
2
=1的顶点为(±
6
,0),焦点为(±2
2
,0),

设以双曲线的顶点为焦点,焦点为顶点的椭圆E的方程为

x2
a2
+
y2
b2
=1,a>b>0,

则a2=6+2=8,c2=6,

∴椭圆E的方程为

x2
8
+
y2
2
=1.…(3分)

(2)依题意得D点的坐标为(-2,-1),

且D点在椭圆E上,直线CP和DP的斜率KCP和KDP均存在,设P(x,y),

kCP=

y-1
x-2
kDP=
y+1
x+2

kCPkDP=

y-1
x-2
y+1
x+2
=
y2-1
x2-4
,…(5分)

∵点Q在椭圆E上,∴x2=8-4y2,kCP•kDP=

y2-1
x2-4
=-
1
4

∴直线CP和DP的斜率之积为定值-

1
4
.…(7分)

(3)∵直线CD的斜率为

1
2
,CD平行于直线l,

设直线l的方程为y=

1
2
x+t,

y=
1
2
x+t
x2
8
+
y2
2
=1
,消去y,整理得x2+2tx+2t2-4=0,

△=4t2-4(2t2-4)>0,解得t2<4,

设M(x1,y1),N(x2,y2),

则x1+x2=-2tx1•x2=2t2-4.…(10分)

∴|MN|=

(x1-x2)2+(y1-y2)2

=

1+(
1
2
)2
•|x1-x2|

=

1+(
1
2
)
2
(x1+x2)2-4x1x2

=

5
4-t2
,-2<t<2.…(11分)

点C到直线MN的距离为d=

|t|
1
4
+1
=
2|t|
5
,…(12分)

S△CMN=

1
2
|MN|•d

=

1
2
5
4-t2
2|t|
5

=|t|•

4-t2

=

t2(4-t2)
(
t2+4-t2
2
)2
=
4
2
=2.

当且仅当t2=4-t2,即t2=2时,取等号.…(13分)

∴△CMN面积的最大值为2,此时直线l的方程为y=

1
2
2
.…(14分)

单项选择题
选择题