题目内容

设A(x1,y1),B(x2,y2)是椭圆
y2
a2
+
x2
b2
=1(a>b>0)
上的两点,已知O为坐标原点,椭圆的离心率e=
3
2
,短轴长为2,且
m
=(
x1
b
y1
a
),
n
=(
x2
b
y2
a
)
,若
m
n
=0

(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)若直线AB过椭圆的焦点F(0,c)(c为半焦距),求△AOB的面积.
分析:(1)根据题意,可得b=1且
a2-b2
a
=
3
2
,解出a=2,由此即可得到该椭圆的方程;

(2)由(1)得焦点F(0,
3
),设AB的方程为y=kx+
3
,与椭圆方程联解并消去y,得(k2+4)x2+2
3
kx-1=0,由根与系数的关系得x1+x2、x1x2关于k的表达式.由
m
n
=0
,利用向量数量积的运算性质得到关于k的方程,解出k=±
2
,代入前面式子得x1+x2=?
2
6
6
x1x2=-
1
6
,从而算出|x1-x2|=
2
3
3
,由此代入△AOB面积公式,即可得到所求△AOB的面积.
解答:解:(1)∵短轴长为2b=2,∴b=1
又∵椭圆的离心率e=
c
a
=
a2-b2
a
=
3
2


∴解得a=2,所以椭圆的方程为
y2
4
+x2=1
(5分)
(2)由(1)得c=
a2-b2
=
3
,可得F(0,
3

由题意知直线AB的斜率存在,
设直线AB的方程为y=kx+
3
,与椭圆方程联解得
y=kx+
3
y2
4
+x2=1

消去y,得(k2+4)x2+2
3
kx-1=0

x1+x2=
-2
3
k
k2+4
x1x2=
-1
k2+4
(7分)
m
n
=0

x1x2
b2
+
y1y2
a2
=x1x2+
1
4
(kx1+
3
)(kx2+
3
)
=(1+
k2
4
)x1x2+
3
k
4
(x1+x2)+
3
4

=
k2+4
4
(-
1
k2+4
)+
3
k
4
-2
3
k
k2+4
+
3
4
=0
,解之得k=±
2
(10分)
x1+x2=
-2
3
k
k2+4
=?
2
6
6
x1x2=
-1
k2+4
=-
1
6

由此可得|x1-x2|=
(x1+x2)2-4x1x2
=
(
2
6
6
)
2
-4(-
1
6
)
=
2
3
3

∴△AOB的面积为S△AOB=
1
2
|OF|•|x1-x2|=
3
2
2
3
3
=1
.(13分)
点评:本题给出椭圆的短轴长和离心率,求椭圆的方程并依此求△AOB的面积.着重考查了椭圆的标准方程、直线与圆锥曲线的位置关系和坐标系中三角形面积求法等知识,属于中档题.
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