思路解析:建立適當的坐標系后,易得PM、PN的方程,則有了P點坐標,待定系數法可求橢圓方程;也可以解△PMN,得三邊長后再建系求方程.
解法一:以MN所在直線為x軸,線段MN的垂直平分線為y軸建立直角坐標系,如圖所示.
設所求橢圓方程為+
=1(a>b>0).分別記 M、N點的坐標為(-c,0)、(c,0).
由tan∠PMN=,tan∠PNx=tan(π-∠PNM)=2得直線PM、PN的方程分別是
y=(x+c),y=2(x-c).
聯立解得即P(
c,
c).
又S△MNP=|MN|·y=
·2c·
c=
c2=1.
∴c=,從而點P為(
,
).
將點P的坐標代入橢圓方程,得
+
=1. ①
由題意,得a2-c2=b2.
∴a2-=b2.②
由①②聯立得方程組
解得a2=,b2=3.
∴橢圓的標準方程是+
=1.
解法二:同解法一,得c=,P(
,
).
∴|PM|=
==
.
∴|PN|=(x-c)2+y2
==
.
∴a=(|PM|+|PN|)=
,從而b2=a2-c2=
-
=3.
∴橢圓方程為+
=1.
解法三:如圖所示,過P作PQ⊥MN,PQ交MN的延長線于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所在直線為x軸,MN的中垂線為y軸建立如圖所示的坐標系.
設橢圓的標準方程是+
=1(a>b>0),
則2a=|PM|+|PN|=+
=
,
2c=|MN|=.
∴a=,c=
.
∴b2=a2-c2=()2-(
)2=3.
∴橢圓的標準方程是+
=1.
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