已知椭圆 $E:\dfrac {x^2}t+\dfrac {y^2}3=1$ 的焦点在 $x$ 轴上,$A$ 是 $E$ 的左顶点,斜率为 $k\left(k>0\right)$ 的直线交 $E$ 于 $A,M$ 两点,$N$ 点在 $E$ 上,$MA\perp NA$.
【难度】
【出处】
【标注】
  1. 当 $t=4,|AM|=|AN|$ 时,求 $\triangle AMN$ 的面积;
    标注
    答案
    $\dfrac{144}{49}$
    解析
    根据椭圆的对称性,得直线 $AM$ 的方程,再与椭圆的方程联立可解.根据题意画出示意图如图.当 $|AM|=|AN|$ 时,$\triangle MAN$ 是等腰直角三角形.根据椭圆的对称性,可知 $k=1$,又 $t=4$ 时,$A$ 点的坐标为 $\left(-2,0\right)$,因此直线 $AM$ 的方程为 $x=y-2$,与椭圆 $E$ 的方程联立,可得\[y\left(\dfrac{7}{12}y-1\right)=0,\]于是点 $M$ 的纵坐标为 $\dfrac{12}7$,进而可得 $\triangle AMN$ 的面积\[S=\left(\dfrac{12}7\right)^2=\dfrac{144}{49}.\]
  2. 当 $2|AM|=|AN|$ 时,求 $k$ 的取值范围.
    标注
    答案
    $\left(\sqrt[3]2,2\right)$
    解析
    由直线 $AM$ 的倒斜横截式方程与椭圆的方程联立,可表达出点 $M$ 的纵坐标,同理可得点 $N$ 的纵坐标,结合 $2|AM|=|AN|$ 可得相应方程,解之表达出 $a^2$,再由 $a^2>3$ 得不等式,解之即可.记 $a=\sqrt t$,$m=\dfrac 1k$($m>0$),则直线 $AM$ 的方程为 $x=my-a$,与椭圆 $E$ 的方程联立可得\[\left(\dfrac {m^2}{a^2}+\dfrac 13\right)y^2-\dfrac{2m}ay=0,\]从而点 $M$ 的纵坐标为 $\dfrac{6ma}{3m^2+a^2}$,因此点 $N$ 的纵坐标为\[\dfrac{-\dfrac{6a}m}{\dfrac{3}{m^2}+a^2}=\dfrac{-6ma}{3+m^2a^2},\]因此由 $2|AM|=|AN|$ 可得\[2\cdot\sqrt{1+m^2}\cdot\dfrac{6ma}{3m^2+a^2}=\sqrt{1+\dfrac{1}{m^2}}\cdot \dfrac{6ma}{3+m^2a^2},\]整理得\[a^2=\dfrac{3\left(m^2-2m\right)}{2m^3-1},\]根据题意,有 $a^2>3$,因此\[\dfrac{3\left(m^2-2m\right)}{2m^3-1}>3,\]解得\[\dfrac 12<m<\sqrt[3]{\dfrac 12},\]因此 $k$ 的取值范围是 $\left(\sqrt[3]2,2\right)$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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