问题 解答题
已知点G是△ABC的重心,A(0,-1),B(0,1).在x轴上有一点M,满足|
MA
|=|
MC
|
GM
AB
(λ∈R)
(若△ABC的顶点坐标为A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),则该三角形的重心坐标为G(
x1+x2+x3
3
y1+y2+y3
3
)
).
(1)求点C的轨迹E的方程.
(2)设(1)中曲线E的左、右焦点分别为F1、F2,过点F2的直线l交曲线E于P、Q两点,求△F1PQ面积的最大值,并求出取最大值时直线l的方程.
答案

(1)设C(x,y),则G(

x
3
y
3
).

GM
AB
(λ∈R),∴GMAB.又M是x轴上一点,则M(
x
3
,0)

又∵|

MA
|=|
MC
|,∴
(
x
3
)
2
+(0+1)2
=
(
x
3
-x)
2
+y2
.整理得
x2
3
+y2=1(x≠0)

(2)由(1),知F1(-

2
,0),F2(
2
,0).设直线l的方程为x=ty+
2

由(1),知x≠0,∴l不过点(0,±1),∴t≠±

2

设P(x1,y1),Q(x2,y2),将x=ty+

2
代入x2+3y2=3,(t2+3)y2+2
2
ty-1=0.

∴△=8t2+4(t2+3)=12(t2+1)>0恒成立.∴y1+y2=

-2
2
t
t2+3
y1y2=-
1
t2+3

|y1-y2|=

(y1+y2)2-4y1y2
=
12(t2+1)
(t2+3)2
=
2
3
t2+1
t2+3

SF1PQ=

1
2
|F1F2|•|y1-y2|=
2
|y1-y2|=2
6
t2+1
t2+3
(t≠±
2
).

SF1PQ=

2
6
t2+1
+
2
t2+1
2
6
2
2
=
3

当且仅当t2+1=2,即t=±1时取“=”

所以△F1PQ的最大值为

3
,此时直线l的方程为x±y-
2
=0.

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