如图,已知椭圆(a>b>0),M为椭圆上的一个动点,F1、F2分别为椭圆的左、右焦点,A、B分别为椭圆的一个长轴端点与短轴的端点.当MF2⊥F1F2时,原点O到直线M

发布时间:2020-08-01 03:32:28

如图,已知椭圆(a>b>0),M为椭圆上的一个动点,F1、F2分别为椭圆的左、右焦点,A、B分别为椭圆的一个长轴端点与短轴的端点.当MF2⊥F1F2时,原点O到直线MF1的距离为|OF1|.
(1)求a,b满足的关系式;
(2)过F2作与直线AB垂直的直线,交椭圆于P、Q两点,当三角形PQF1面积为20时,求此时椭圆的方程;
(3)当点M在椭圆上变化时,求证:∠F1MF2的最大值为.

网友回答

解:(1)设F1(-c,0),F2(c,0),A(a,0),B(0,b)
因为MF2⊥F1F2,所以点M坐标为
所以MF1方程b2x-2acy+b2c=0
O到MF1距离,整理得2b4=a2c2
所以,解得
(2)设直线l方程为,直线与椭圆交于P(x1,y1),Q(x2,y2),F1到直线PQ的距离为h
解联立方程得5x2-8bx+2b2=0,,
所以
所以b2=25,a2=50
∴椭圆方程为
(3)设MF1=m,MF2=n,m+n=2a
由余弦定理得
因为,
所以cos∠F1MF2≥0
当且仅当
由三角形内角及余弦单调性知有最大值

解析分析:(1)利用MF2⊥F1F2,可求点M坐标,利用原点O到直线MF1的距离为|OF1|,可得几何量之间的关系,从而可求a,b满足的关系式;(2)假设直线l方程与椭圆方程联立,进而可表示出三角形PQF1面积,利用条件可求;(3)在△F1MF2中,利用余弦定理表示出∠F1MF2,利用基本不等式即可求解.

点评:本题的考点是直线与圆锥曲线的位置关系,主要考查直线与椭圆的位置关系,关键是联立方程组,转化为一元二次方程,利用韦达定理解决弦长问题,同时考查了基本不等式的运用.
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