题目内容
在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆E:
+
=1(a>b>0)的离心率为
,左焦点为F,过原点的直线l交椭圆于M,N两点,△FMN面积的最大值为1.
(1)求椭圆E的方程;
(2)设P,A,B是椭圆E上异于顶点的三点,Q(m,n)是单位圆x2+y2=1上任一点,使
=m
+n
.
①求证:直线OA与OB的斜率之积为定值;
②求OA2+OB2的值.
x2 |
a2 |
y2 |
b2 |
| ||
2 |
(1)求椭圆E的方程;
(2)设P,A,B是椭圆E上异于顶点的三点,Q(m,n)是单位圆x2+y2=1上任一点,使
OP |
OA |
OB |
①求证:直线OA与OB的斜率之积为定值;
②求OA2+OB2的值.
(1)由椭圆的离心率为
,得
=
①,
又△FMN面积S=
×c×|yM-yN|=c|yM|≤cb,所以cb=1②,
由①②及a2=b2+c2可解得:a2=2,b2=c2=1,
故椭圆E的方程是
+y2=1.
(2)①设P(x,y),A(x1,y1),B(x2,y2),
则
+
=1③,
+
=1④,
又m2+n2=1⑤,
因
=m
+n
,故
因P在椭圆上,故
+(my1+ny2)2=1.
整理得(
+
)m2+(
+
)n2+2(
+y1y2)mn=1.
将③④⑤代入上式,并注意点Q(m,n)的任意性,得:
+y1y2=0.
所以,kOAkOB=
=-
为定值.
②(y1y2)2=(-
)2=
•
=(1-
)(1-
)=1-(
+
)+
,
故
+
=1.
又(
+
)+(
+
)=2,故
+
=2.所以OA2+OB2=
+
+
+
=3.
| ||
2 |
c |
a |
| ||
2 |
又△FMN面积S=
1 |
2 |
由①②及a2=b2+c2可解得:a2=2,b2=c2=1,
故椭圆E的方程是
x2 |
2 |
(2)①设P(x,y),A(x1,y1),B(x2,y2),
则
| ||
2 |
y | 21 |
| ||
2 |
y | 22 |
又m2+n2=1⑤,
因
OP |
OA |
OB |
|
因P在椭圆上,故
(mx1+nx2)2 |
2 |
整理得(
| ||
2 |
y | 21 |
| ||
2 |
y | 22 |
x1x2 |
2 |
将③④⑤代入上式,并注意点Q(m,n)的任意性,得:
x1x2 |
2 |
所以,kOAkOB=
y1y2 |
x1x2 |
1 |
2 |
②(y1y2)2=(-
x1x2 |
2 |
| ||
2 |
| ||
2 |
y | 21 |
y | 22 |
y | 21 |
y | 22 |
y | 21 |
y | 22 |
故
y | 21 |
y | 22 |
又(
| ||
2 |
y | 21 |
| ||
2 |
y | 22 |
x | 21 |
x | 22 |
x | 21 |
y | 21 |
x | 22 |
y | 22 |
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