问题 解答题
已知两定点E(-2,0),F(2,0),动点P满足
PE
PF
=0
,由点P向x轴作垂线段PQ,垂足为Q,点M满足
PM
=
MQ
,点M的轨迹为C.
(Ⅰ)求曲线C的方程;
(Ⅱ)过点D(0,-2)作直线l与曲线C交于A、B两点,点N满足
ON
=
OA
+
OB
(O为原点),求四边形OANB面积的最大值,并求此时的直线l的方程.
答案

(Ⅰ)∵动点P满足

PE
PF
=0,∴点P的轨迹是以EF为直径的圆

∵E(-2,0),F(2,0),

∴点P的轨迹方程x2+y2=4

设M(x,y)是曲线C上任一点,∵PM⊥x轴,点M满足

PM
=
MQ

∴P(x,2y)

∵点P的轨迹方程x2+y2=4

∴x2+4y2=4

∴求曲线C的方程是

x2
4
+y2=1;

(Ⅱ)∵

ON
=
OA
+
OB
,∴四边形OANB为平行四边形

当直线l的斜率不存在时,不符合题意;

当直线l的斜率存在时,设l:y=kx-2,l与椭圆交于A(x1,y1),B(x2,y2

直线方程代入椭圆方程,可得(1+4k2)x2-16kx+12=0

∴x1+x2=

16k
1+4k2
x1x2=
12
1+4k2

由△=256k2-48(1+4k2)>0,可得k>

3
2
k<-
3
2

S△OAB=

1
2
|OD||x1-x2|=|x1-x2|

∴SOANB=2S△OAB=2|x1-x2|=2

(x1+x2)2-4x1x2
=8
4k2-3
(1+4k2)2

令k2=t,则

(1+4t)2
4t-3
=4t-3+
16
4t-3
+8,当t>
3
4
,即4t-3>0时,由基本不等式,可得4t-3+
16
4t-3
+8
≥13,当且仅当4t-3=
16
4t-3
,即t=
7
4
时,取等号,此时满足△>0

∴t=

7
4
时,
(1+4t)2
4t-3
取得最小值

∴k=±

7
2
时,四边形OANB面积的最大值为
8
13
13

所求直线l的方程为y=

7
2
x-2和y=-
7
2
x-2

单项选择题
多项选择题