已知椭圆E:
(1)若过F1的直线交椭圆E于P,Q两点,且
(2)若椭圆E过点(0,1),且过F1作两条互相垂直的直线,它们分别交椭圆E于A,C和B,D,求四边形ABCD面积的最大值和最小值. |
(1)设椭圆的左准线为l,作PD⊥x轴于D,作PN⊥l于N,由第二定义得|PN|=
|PF1|.2 3 3
作QM⊥l于M,得|QM|=
|F1Q|=2 3 3
|PF1|,2 3 9
作QE⊥PN于E,交轴于点A得|EP|=4|AF1|=
|PF1|,4 3 9
∴|F1D|=3|AF1|=
|PF1|,3 3
∴|PD|=
|PF1|,6 3
∴直线PQ的斜率为±
=±|PF1| |F1D|
;2
(2)由题意,b=1,又
=c a
,∴a=2,b=1,c=3 2
,3
∴椭圆方程为
+y2=1.x2 4
∵DB、AC为过焦点的两条直线,∴当AC为2a,DB⊥x轴时,面积有最大值,最大值为2;
当两条直线斜率都存在时,F1(-
,0),设直线AC的方程为y=k(x-3
)3
与椭圆联立消去y,(
+k2)x2-21 4
k2x+3k2-1=03
设A(x1,y1),C(x2,y2),则x1+x2=
,x1x2=2
k23
+k21 4 3k2-1
+k21 4
∴|AC|=
|x1-x2|=1+k2
×1+k2
=(x1+x1)2-4x1x2 k2+1
+k21 4
同理可得|BD|=
,4+4k2 k2+4
∴四边形ABCD面积为S=
|AC||BD|=1 2
×1 2 2+k2+ 1 k2
+17 16
(k2+1 4
)1 k2
令t=k2+
,则t≥2,∴S=1 k2
×1 2
=2×2+t
+17 16
t1 4
=2(1-2+t
+t17 4
)9 4
+t17 4
∵t≥2,∴0<
≤9 4
+t17 4
,∴9 25
≤S<232 25
∴四边形ABCD面积最小值为
.32 25