Question

（2008•普陀區(qū)二模）已知點E，F(xiàn)的坐標(biāo)分別是（-2，0）、（2，0），直線EP，F(xiàn)P相交于點P，且它們的斜率之積為-

1

4

．
（1）求證：點P的軌跡在橢圓C：

x2

4

+y2=1上；
（2）設(shè)過原點O的直線AB交（1）題中的橢圓C于點A、B，定點M的坐標(biāo)為(1，

1

2

)，試求△MAB面積的最大值，并求此時直線AB的斜率k_AB；
（3）某同學(xué)由（2）題結(jié)論為特例作推廣，得到如下猜想：
設(shè)點M（a，b）（ab≠0）為橢圓C：

x2

4

+y2=1內(nèi)一點，過橢圓C中心的直線AB與橢圓分別交于A、B兩點．則當(dāng)且僅當(dāng)k_OM=-k_AB時，△MAB的面積取得最大值．
問：此猜想是否正確？若正確，試證明之；若不正確，請說明理由．

Answer 1

分析：（1）由已知中點E，F(xiàn)的坐標(biāo)分別是（-2，0）、（2，0），直線EP，F(xiàn)P相交于點P，且它們的斜率之積為-

1

4

．我們設(shè)出P（x，y），進而得到x，y之間的關(guān)系式，整理后即可得到點P的軌跡方程．
（2）設(shè)直線AB的方程為y=kx，A（x₁，kx₁），則B（-x₁，-kx₁），聯(lián)立直線和橢圓的方程，我們可得x2=

4

1+4k2

，利用弦定公式，求出AB的長，利用點到直線公式，求出M點直線AB的距離求出AB邊的高，可以得到△MAB面積的表達式，進而求出△MAB面積m的取值范圍，得到△MAB面積m的，代入可求出對應(yīng)的k值．
（3）設(shè)M（1，4），根據(jù)（2）的計算辦法，我們易求出，△MAB的面積取得最大值時，并求出此進k_OM及k_AB的值，驗證后，可得猜想不成立．

解答：證明：（1）設(shè)P（x，y），由直線PE，PF的斜率均存在可知，x≠±2
由題意可得，KPE•KPF=

y

x+2

•

y

x-2

=-  

1

4

整理可得，

x2

4

+y2=1（x≠±2）
點P的軌跡為橢圓C：

x2

4

+y2=1上
（2）設(shè)直線AB的方程為y=kx，A（x₁，kx₁），則B（-x₁，-kx₁）
聯(lián)立方程y=kx與

x2

4

+y2=1
整理可得x2=

4

1+4k2

AB=2OA=2

(1+k2)x12

=4

1+k2 1+4k2

∵M（1，

1

2

）到直線AB的距離d=

|k- 1 2 |

1+k2

S△MAB=

1

2

AB•d=

1

2

×4

1+k2 1+4k2

×

|k- 1 2 |

1+k2

=m
則4（1-m²）k²-4k+1-m²=0
則4²-4•4（1-m²）•（1-m²）≥0
即（1-m²）²≤1
又由m≥0可得
0≤m≤

2

即三角形MAB的最大值為

2

代入4（1-m²）k²-4k+1-m²=0得
k=-

1

2

（3）設(shè)M（1，

1

4

），則M點在橢圓C：

x2

4

+y2=1內(nèi)
由（2）中推導(dǎo)過程，可得
當(dāng)k_0M=

1

4

，k_AB=-1時，△MAB的面積取得最大值
此時k_OM≠-k_AB，
故猜想：點M（a，b）（ab≠0）為橢圓C：

x2

4

+y2=1內(nèi)一點，
過橢圓C中心的直線AB與橢圓分別交于A、B兩點．
則當(dāng)且僅當(dāng)k_OM=-k_AB時，△MAB的面積取得最大值正確

點評：本題考查的知識點是直線與圓錐曲線的綜合問題，其中（1）的關(guān)鍵是分別求出兩條直線的斜率，進而得到P點橫、縱坐標(biāo)的關(guān)系式，（2）的關(guān)鍵是得到△MAB面積的表達式，（3）中正面證明比較麻煩，可以舉出一反例，推反前面的猜想．