问题 解答题
如图,设F是椭圆:C:
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)的左焦点,直线l为其左准线,直线l与x轴交于点P,线段MN为椭圆的长轴,已知|MN|=8,且|PM|=2|MF|.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若过点P的直线与椭圆相交于不同两点A,B,求证:∠AFM=∠BFN;
(3)(理)求三角形ABF面积的最大值.
答案

(1)∵线段MN为椭圆的长轴,且|MN|=8,∴a=4

∵|PM|=2|MF|,

a2
c
-a=2(a-c)

∴a2-ac=2ac-2c2

∴2e2-3e+1=0,

解得e=

1
2
或e=1(舍去)

∴c=2,b2=a2-c2=12,

∴椭圆的标准方程为

x2
16
+
y2
12
=1.

(2)当AB的斜率为0时,显然∠AFM=∠BFM=0,满足题意.

当AB方程为x=my-8,代入椭圆方程整理得

(3m2+4)y2-48my+144=0,

设A(x1,y1),B(x2,y2),

y1+y2=

48m
3m2+4
y1y2=
144
3m2+4

∴KAF+KBF=

y1
x1+2
+
y2
x2+2
=
y1
m1-6
+
y2
my2-6

=

2my1y2-6(y1+y2)
(my1-6)(m
y 2
-6)

=

288m
3m2+4
-
288m
3m2+4
(my1-6)(my2-6)
=0

∴KAF+KBF=0,从而∠AFM=∠BFN  综上可知,恒有∠AFM=∠BFN.

(3)(理)∵P(-8,0),F(-2,0),∴|PF|=6,

∴|y2-y1|=

(y1+y2)2-4y1y2

=

(
48m
3m2+4
)2 -4•
144
3m2+4

=

24
m 2-4
3m2+4

∴S△ABF=S△PBF-S△PAF

=

1
2
|PF|•|y2|-
1
2
|PF|•|y1|

=

1
2
|PF|•|y2-y1|

=

72
m2-4
3m2+4
=
72
m2-4
3(m2-4)+16

=

72
3
m2-4
+
16
m2-4

72
2
3•16
=3
3

当且仅当3

m2-4
=
16
m2-4

即m2=

28
3
(此时适合△>0的条件)时取等号

∴三角形ABF面积的最大值是3

3

单项选择题
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