题目内容

如图,已知椭圆E:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2且焦距为2
2
.点M为椭圆E上的一个动点,当MF2垂直于x轴时,恰好|MF1|:|MF2|=3:1.已知直线l与圆C:x2+y2=
4
3
相切,且与椭圆E相交于A、B两点,O为坐标原点.
(Ⅰ)求椭圆E的方程;
(Ⅱ)探究
OA
OB
是否为定值,若是,求出
OA
OB
的值;若不是,请说明理由.
考点:直线与圆锥曲线的综合问题
专题:综合题,圆锥曲线的定义、性质与方程
分析:(1)把F2(c,0)代入
x2
a2
+
y2
b2
=1得y=
b2
a
,从而可得|MF2|=
b2
a
,|MF1|=
3b2
a
,由
b2
a
+
3b2
a
=2a及a2-b2=c2=
2
2
=2,可求a2,b2
(2))①若直线l的斜率不存在时,易证:
OA
OB
=0;②若直线l的斜率存在时,设其方程为:y=kx+m,由直线与圆相切,得
|m|
m2+1
=
2
3
,整理得3m2=4k2+4,联立y=kx+m与椭圆方程有(2k2+1)x2+4kmx+2m2-4=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),由韦达定理及向量数量积运算可求结果;
解答: 解:(1)把F2(c,0)代入
x2
a2
+
y2
b2
=1得y=
b2
a

则|MF2|=
b2
a
,由|MF1|:|MF2|=3:1得|MF1|=
3b2
a

b2
a
+
3b2
a
=2a,∴a2=2b2
∵a2-b2=c2=
2
2
=2,
∴b2=2,a2=4,
x2
4
+
y2
2
=1

(2)①若直线l的斜率不存在时,易证:
OA
OB
=0,
②若直线l的斜率存在时,设其方程为:y=kx+m,直线与圆相切,
|m|
m2+1
=
2
3
,从而3m2=4k2+4,
把直线方程:y=kx+m代入椭圆方程有(2k2+1)x2+4kmx+2m2-4=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则△>0,且x1+x2=
-4km
2k2+1
x1x2=
2m2-4
2k2+1

OA
OB
=x1x2+y1y2=
1
2k2+1
(3m2-4k2-4)=0
点评:该题考查椭圆的方程、性质,考查直线与椭圆的位置关系,考查方程思想,考查学生运算求解能力.
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