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问题: 椭圆的证明。。!

椭圆(x/a)平方+(y/b)平方=1(a大于b大于0)上一点P与两焦点F1,F2所成角为角F1PF2=Φ。。
⑴求证三角形F1PF2的面积=b平方*tan(Φ/2)。
⑵求证:当P落在短轴端点时角F1PF2最大

解答:

(1) 设 PF1 = m , PF2 = n , F1F2 = c (a^2 - b^2 = c^2)
由椭圆定义 m + n = 2a
两边平方得 m^2 + n^2 + 2mn = 4a^2
由余弦定理 m^2 + n^2 - 2mncosΦ = (2c)^2
两式相减得 2mn(1+cosΦ) = 4b^2
即 mn = 2(b^2)/(1+cosΦ)
(△F1PF2的面积 S = (1/2)mnsinΦ = (b^2)(sinΦ)/(1+cosΦ) = (b^2)tan(Φ/2)

(2) cosΦ = (m^2 + n^2 - 4c^2)/(2mn)
     = [(m+n)^2 - 2mn - 4c^2]/(2mn)
     = (4b^2 - 2mn)/(2mn)
     = 2(b^2)/(mn) - 1
     ≥ 2(b^2)/[(m+n)/2]^2 - 1 (用的是基本不等式)
     = (b^2)/(2a^2) - 1
其中,当且仅当m=n时,取等号
即当点P落在y轴上时,角F1PF2的余弦最小,
故角F1P2最大