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)试问:△AOB的面积是否为定值?如果是,请给予证明;如果不是,请说明理由.
(Ⅰ)2b=2?b=1,e=
c
a
=
a2-b2
a
=
3
2
?a=2,c=
3

所以椭圆的方程为
y2
4
+x2=1
(5分)
(Ⅱ)是,证明如下:
①当直线AB的斜率不存在时,即x1=x2,y1=-y2
m
n
=0
,得
x21
-
y21
4
=0?
y21
=4
x21

又A(x1,y1)在椭圆上,所以
x21
+
4
x21
4
=1?|x1|=
2
2
,|y1|=
2

所以S=
1
2
|x1||y1-y2|=
1
2
|x1|2|y1|=1
(7分)
②当直线AB的斜率存在时,设AB的方程为y=kx+m,则
y=kx+m
y2
4
+x2=1
,∴(k2+4)x2+2kmx+m2-4=0
得到x1+x2=
-2km
k2+4
x1x2=
m2-4
k2+4
(9分)
m
n
=0

x1x2+
y1y2
4
=0
,∴x1x2+
(kx1+m)(kx2+m)
4
=0

代入整理,得2m2-k2=4,(10分)
S=
1
2
|m|
1+k2
|AB|=
1
2
|m|
(x1+x2)2-4x1x2
=
|m|
4k2-4m2+16
k2+4
=
4m2
2|m|
=1
(12分)
综上所述,所以三角形的面积为定值(13分)
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