Question

已知橢圓的四個頂點恰好是一邊長為2，一內(nèi)角為60°的菱形的四個頂點．

（Ⅰ）求橢圓M的方程；

（Ⅱ）直線l與橢圓M交于A，B兩點，且線段AB的垂直平分線經(jīng)過點，求△AOB（O為原點）面積的最大值．

Answer 1

考點：

直線與圓錐曲線的關(guān)系；橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程．

專題：

綜合題；圓錐曲線的定義、性質(zhì)與方程．

分析：

（Ⅰ）依題意，可求得a=，b=1，從而可得橢圓M的方程；

（Ⅱ）設(shè)A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），依題意，直線AB有斜率，可分直線AB的斜率k=0與直線AB的斜率k≠0討論，利用弦長公式，再結(jié)合基本不等式即可求得各自情況下S_△AOB的最大值．

解答：

解：（Ⅰ）因為橢圓+=1（a＞b＞0）的四個頂點恰好是一邊長為2，一內(nèi)角為60°的菱形的四個頂點，

∴a=，b=1，橢圓M的方程為：+y²=1…4分

（Ⅱ）設(shè)A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），因為AB的垂直平分線經(jīng)過點（0，﹣），顯然直線AB有斜率，

當(dāng)直線AB的斜率為0時，AB的垂直平分線為y軸，則x₁=﹣x₂，y₁=y₂，

所以S_△AOB=|2x₁||y₁|=|x₁||y₁|=|x₁|•==，

∵≤=，

∴S_△AOB≤，當(dāng)且僅不當(dāng)|x₁|=時，S_△AOB取得最大值為…7分

當(dāng)直線AB的斜率不為0時，則設(shè)AB的方程為y=kx+t，

所以，代入得到（3k²+1）x²+6ktx+3t²﹣3=0，

當(dāng)△=4（9k²+3﹣3t²）＞0，即3k²+1＞t²①，方程有兩個不同的實數(shù)解；

又x₁+x₂=，=…8分

所以=，又=﹣，化簡得到3k²+1=4t②

代入①，得到0＜t＜4，…10分

又原點到直線的距離為d=，

|AB|=|x₁﹣x₂|=•，

所以S_△AOB=|AB||d|=••，

化簡得：S_△AOB=…12分

∵0＜t＜4，所以當(dāng)t=2時，即k=±時，S_△AOB取得最大值為．

綜上，S_△AOB取得最大值為…14分

點評：

本題考查直線與圓錐曲線的關(guān)系，考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程，著重考查方程思想分類討論思想與弦長公式，基本不等式的綜合運用，考查求解與運算能力，屬于難題．