思路解析:建立适当的坐标系后,易得PM、PN的方程,则有了P点坐标,待定系数法可求椭圆方程;也可以解△PMN,得三边长后再建系求方程.
解法一:以MN所在直线为x轴,线段MN的垂直平分线为y轴建立直角坐标系,如图所示.
![]()
设所求椭圆方程为
+
=1(a>b>0).分别记 M、N点的坐标为(-c,0)、(c,0).
由tan∠PMN=
,tan∠PNx=tan(π-∠PNM)=2得直线PM、PN的方程分别是
y=
(x+c),y=2(x-c).
联立解得
即P(
c,
c).
又S△MNP=
|MN|·y=
·2c·
c=
c2=1.
∴c=
,从而点P为(
,
).
将点P的坐标代入椭圆方程,得
+
=1. ①
由题意,得a2-c2=b2.
∴a2-
=b2.②
由①②联立得方程组![]()
解得a2=
,b2=3.
∴椭圆的标准方程是
+
=1.
解法二:同解法一,得c=
,P(
,
).
∴|PM|=![]()
=
=
.
∴|PN|=(x-c)2+y2
=
=
.
∴a=
(|PM|+|PN|)=
,从而b2=a2-c2=
-
=3.
∴椭圆方程为
+
=1.
解法三:如图所示,过P作PQ⊥MN,PQ交MN的延长线于Q,
∵∠MNP=π-∠PNQ,
∴tan∠MNP=tan(π-∠PNQ)=-2.
∴tanPNQ=2.
![]()
在Rt△PNQ中,tan∠PNQ=
.
∴PQ=2NQ,即NQ=
PQ.
同理,PQ=
MQ,∴MQ=2PQ.∴MN=MQ-NQ=2PQ-
PQ=
PQ.
∵S△MNP=
MN·PQ,∴
·
PQ·PQ=1.
∴PQ=![]()
.∴MQ=2PQ=![]()
,NQ=
.
∴PM=
=
=![]()
,
PN=
=
=
,
MN=
PQ=
·![]()
=
.
以MN所在直线为x轴,MN的中垂线为y轴建立如图所示的坐标系.
![]()
设椭圆的标准方程是
+
=1(a>b>0),
则2a=|PM|+|PN|=![]()
+
=
,
2c=|MN|=
.
∴a=
,c=
.
∴b2=a2-c2=(
)2-(
)2=3.
∴椭圆的标准方程是
+
=1.
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