已知椭圆M:
(Ⅰ)求椭圆M的方程; (Ⅱ)设点A为椭圆M的左顶点,B,C为椭圆M上不同于点A的两点,若原点在△ABC的外部,且△ABC为直角三角形,求△ABC面积的最大值. |
(Ⅰ)由
+(
)21 2 a2
<(
)22 2 b2
+(-1)2 a2
=(-
)22 2 b2
+12 a2
<(
)22 2 b2
+12 a2
,知P3(12 b2
,1 2
)和P5(1,1)不在椭圆M上,即椭圆M经过P1(-1,-2 2
),P2(0,1),P4(1,2 2
).2 2
于是a2=2,b2=1.
所以椭圆M的方程为:
+y2=1.…(2分)x2 2
(Ⅱ)①当∠A=90°时,设直线BC:x=ty+m,
由
得(t2+2)y2+2tmy+(m2-2)=0.x2+2y2=2 x=ty+m
设B(x1,y1),C(x2,y2),则△=16-8m2+8t2>0,y1+y2=- 2tm t2+2 y1y2= m2-2 t2+2
所以kABkAC=
•y1 x1+ 2
=y2 x2+ 2 y1y2 (ty1+m+
)(ty2+m+2
)2
=
=y1y2 t2y1y2+t(m+
)(y1+y2)+(m+2
)22
=-1.m- 2 2(m+
)2
于是m=-
,此时△=16-2 3
+8t2>0,16 9
所以直线BC:x=ty-
.2 3
因为y1y2=-
<0,故线段BC与x轴相交于M(-16 9 t2+2
,0),2 3
即原点在线段AM的延长线上,即原点在△ABC的外部,符合题设.…(6分)
所以S△ABC=
|AM|•|y1-y2|=1 2
|y1-y2|=2 3
=
[(y1+y2)2-4y1y2]2 9
[(2 9
)2-4(-2 3
t2 t2+2
)]16 9 t2+2
=
=
×16 81 9t2+16 (t2+2)2
≤
(4-16 81
)4t4+7t2 t4+4t2+4
.8 9
当t=0时取到最大值
.…(9分)8 9
②当∠A≠90°时,不妨设∠B=90°.
设直线AB:x=ty-
(t≠0),由2
得(t2+2)y2-2x2+2y2=2 x=ty- 2
ty=0.2
所以y=0或y=
.2
t2 t2+2
所以B(
,
t2-22 2 t2+2
),由AB⊥BC,可得直线BC:y=-tx+2
t2 t2+2
.
t32 t2+2
由
得(t2+2)(2t2+1)y2-2x2+2y2=2 y=-tx+
t32 t2+2
t3y-2
=0.8t2(t2+1) t2+2
所以yByC=-
<0.8t2(t2+1) (t2+2)2(2t2+1)
所以线段BC与x轴相交于N(
,0).
t22 t2+2
显然原点在线段AN上,即原点在△ABC的内部,不符合题设.
综上所述,所求的△ABC面积的最大值为
.…(12分)8 9