每日一题[919]面积之比

已知椭圆E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的长轴上一点M(m,0),垂直于x轴直线lx轴交于点N(a2m,0).过M且斜率不为0的直线与椭圆交于A,B两点,分别过A,B作直线l的垂线,垂足为A1,B1.设MAA1MBB1A1B1M的面积分别为S1,S2,S3,求证:S1S2S23为定值.


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分析与解 定值是14

法一 如图,连接AN,BN,AB1,BA1,设AB1MN交于点T根据椭圆的极点极线性质,有AMAA1=BMBB1,

因此MT=BB1AMAB=AA1BB1AA1+BB1,NT=AA1B1NA1B1=AA1BMAB=AA1BB1AA1+BB1,
因此T点平分MN.进而可得BA1MN的交点也平分MN,因此AB1,A1B,MN三线共点.所以S1S2S23=AA1A1NBB1B1N(MNA1B1)2=14AA1TNBB1TNA1NB1NA1B21=14A1B1B1NA1B1A1NA1NB1NA1B21=14,
因此原命题得证.

法二 设直线AB:x=ty+mA(x1,y1)B(x2,y2).记n=a2m,联立直线AB的方程与椭圆方程可得(b2t2+a2)y2+2b2tmy+b2(m2a2)=0,

S1S2S23=y1y2(nx1)(nx2)(nm)2(y1y2)2=y1y2(ty1+mn)(ty2+mn)(nm)2(y1y2)2=y1y2[t2y1y2t(nm)(y1+y2)+(nm)2](nm)2[(y1+y2)24y1y2]=b2(a2m2)[t2b2(m2a2)+t(nm)2b2tm+(nm)2(b2t2+a2)](nm)2[4a2b2(b2t2+a2)4a2b2m2]=a2m24a2(nm)2b2t2(n2a2)+a2(nm)2b2t2+a2m2,
(a2m2)(n2a2)=m2n2+a2(n2+m2)a4=a2(nm)2,
因此可得S1S2S23为定值14

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