题目内容
已知椭圆
+
=1(a>b>0)的离心率为e=
,且过点(
,
)
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设直线l:y=kx+m(k≠0,m>0)与椭圆交于P,Q两点,且以PQ为对角线的菱形的一顶点为(-1,0),求:△OPQ面积的最大值及此时直线l的方程.
x2 |
a2 |
y2 |
b2 |
| ||
2 |
3 |
1 |
2 |
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设直线l:y=kx+m(k≠0,m>0)与椭圆交于P,Q两点,且以PQ为对角线的菱形的一顶点为(-1,0),求:△OPQ面积的最大值及此时直线l的方程.
(Ⅰ)∵e=
,∴c=
a,∴b2=a2-c2=
,故所求椭圆为:
+
=1.
又椭圆过点 (
,
),∴
+
=1,∴a2=4,b2=1,
∴
+y2=1.
(Ⅱ)设P(x1,y1),Q(x2,y2),PQ的中点为(x0,y0)
将直线y=kx+m与
+y2=1 联立得 (1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0,
∵△=16(4k2+1-m2)>0,即 4k2+1-m2>0 ①,
又x0=
=
,y0=
=
,又点[-1,0]不在椭圆OE上.
依题意有
=-
,整理得3km=4k2+1 ②. 由①②可得k2>
,
∵m>0,∴k>0,∴k>
,
设O到直线l的距离为d,
则S△OPQ=
•d•|PQ|=
•
•
=
=
.
当
=
时,△OPQ 的面积取最大值1,此时k=
,m=
,
∴直线方程为 y=
x+
.
| ||
2 |
| ||
2 |
a2 |
4 |
x2 |
a2 |
4y2 |
a2 |
又椭圆过点 (
3 |
1 |
2 |
3 |
a2 |
1 |
a2 |
∴
x2 |
4 |
(Ⅱ)设P(x1,y1),Q(x2,y2),PQ的中点为(x0,y0)
将直线y=kx+m与
x2 |
4 |
∵△=16(4k2+1-m2)>0,即 4k2+1-m2>0 ①,
又x0=
x1+x2 |
2 |
-4km |
1+4k2 |
y1+y2 |
2 |
m |
1+4k2 |
依题意有
y0-0 |
x0-(-1) |
1 |
k |
1 |
5 |
∵m>0,∴k>0,∴k>
| ||
5 |
设O到直线l的距离为d,
则S△OPQ=
1 |
2 |
1 |
2 |
m | ||
|
| ||||
1+4k2 |
=
2
| ||
9k2 |
2
| ||||||
9 |
当
1 |
k2 |
1 |
2 |
2 |
3
| ||
2 |
∴直线方程为 y=
2 |
3
| ||
2 |
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