已知椭圆C:
(1)求椭圆C的方程; (2)若直线MN为垂直于x轴的动弦,且M、N均在椭圆C上,定点T(4,0),直线MF与直线NT交于点S.求证: ①点S恒在椭圆C上; ②求△MST面积的最大值. |
(1)直线(m+3)x+(1-2m)y-m-3=0可化为
m(x-2y-1)+3x+y-3=0,
所以
,解得x-2y-1=0 3x+y-3=0
.x=1 y=0
所以F(1,0).则c=1,又a+c=3,所以a=2,则b2=a2-c2=3.
所以椭圆方程为
+x2 4
=1;y2 3
(2)①设直线MN的方程为x=s,M的坐标为(s,t),N的坐标为(s,-t).
且s、t满足3s2+4t2=12.
MF的直线方程为y=
(x-1),NT的直线方程为y=t s-1
(x-4).-t s-4
联立解得交点S(
,5s-8 2s-5
),代入椭圆方程3x2+4y2=12得,3t 2s-5
3(5s-8)2+36t2=12(2s-5)2,化简得:3s2+4t2=12.
所以点S恒在椭圆C上;
②直线MS过点F(1,0),设方程为x=my+1,M(x1,y1),S(x2,y2).
S△MST=
×3|y1-y2|=1 2 3 2
.(y1+y2)2-4y1y2
联立
,得(3m2+4)y2+6my-9=0.x=my+1 3x2+4y2=12
y1+y2=
,y1y2=-6m 3m2+4
.-9 3m2+4
所以S△MST=18
.m2+1 (3m2+4)2
设m2+1=u(u≥1),则
=m2+1 (3m2+4)2
=u (3u+1)2
.1 9u+
+61 u
由对勾函数可知9u+
在(0,1 u
)上位减函数,(1 3
,+∞)上为增函数,1 3
所以9u+
的最小值为10.1 u
所以S△MST≤18×
=1 4
.9 2