9. 如下图,已知△OFQ的面积为S,且
·
=1.
![]()
(1)若
<S<2,求向量
与
的夹角θ的取值范围;
(2)设|
|=c(c≥2),S=
c,若以O为中心,F为一个焦点的椭圆经过点Q,当|
|取最小值时,求椭圆的方程.
解:(1)由已知,得
![]()
|
||
|sin(π-θ)=S,
|
||
|cosθ=1.
∴tanθ=2S.
∵
<S<2,∴1<tanθ<4.
则
<θ<arctan4.
(2)以O为原点,
所在直线为x轴建立平面直角坐标系.
设椭圆方程为
+
=1(a>b>0),Q(x,y).
=(c,0),则
=(x-c,y).
∵
|
|·y=
c,∴y=
.
又∵
·
=c(x-c)=1,∴x=c+
.
则|
|=
=
(c≥2).
可以证明:当c≥2时,函数t=c+
为增函数,
∴当c=2时,
|
|min=
=
,
此时Q(
,
).将Q的坐标代入椭圆方程,
|
|
a2-b2=4. b2=6.
∴椭圆方程为
+
=1.
7. 已知椭圆的中心在坐标原点O,焦点在坐标轴上,直线y=x+1与椭圆相交于点P和点Q,且OP⊥OQ,|PQ|=
,求椭圆方程.
解:设椭圆方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0),
设P(x1,y1),Q(x2,y2),解方程组
y=x+1,
mx2+ny2=1.
消去y,整理得(m+n)x2+2nx+n-1=0.
Δ=4n2-4(m+n)(n-1)>0,即m+n-mn>0,OP⊥OQ
x1x2+y1y2=0,
即x1x2+(x1+1)(x2+1)=0,2x1x2+(x1+x2)+1=0,∴
-
+1=0.
∴m+n=2. ①
由弦长公式得2·
=(
)2,将m+n=2代入,得m·n=
. ②
|
|
n=
n=
.
∴椭圆方程为
+
y2=1或
x2+
=1.