问题 解答题
已知椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的离心率为
6
3
,长轴长为2
3
,直线l:y=kx+m交椭圆于不同的两点A,B.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)若m=1,且
OA
OB
=0
,求k的值(O点为坐标原点);
(Ⅲ)若坐标原点O到直线l的距离为
3
2
,求△AOB面积的最大值.
答案

(Ⅰ)设椭圆的半焦距为c(c>0),依题意

c
a
=
6
3
a=
3
解得c=
2

由a2=b2+c2,得b=1.

∴所求椭圆方程为

x2
3
+y2=1

(Ⅱ)∵m=1,∴y=kx+1.

设A(x1,y1),B(x2,y2),其坐标满足方程

x2
3
+y2=1
y=kx+1
消去y并整理得(1+3k2)x2+6kx=0&,

则△=(6k)2-4(1+3k2)×0>0&,解得k≠0.

x1+x2=

-6k
1+3k2
x1x2=0.

OA
OB
=0,∴x1x2+y1y2=x1x2+(kx1+1)•(kx2+1)=(1+k2)x1x2+k(x1+x2)+1

=(1+k2)×0+k•

-6k
1+3k2
+1=
1-3k2
3k2+1
=0∴k=±
3
3

(Ⅲ)由已知

|m|
1+k2
=
3
2
,可得m2=
3
4
(k2+1)

将y=kx+m代入椭圆方程,整理得(1+3k2)x2+6kmx+3m2-3=0.

△=(6km)2-4(1+3k2)(3m2-3)>0(*)

x1+x2=

-6km
1+3k2
x1x2=
3m2-3
1+3k2

|AB|2=(1+k2)(x2-x1)2=(1+k2)[

36k2m2
(3k2+1)2
-
12(m2-1)
3k2+1
]

=

12(k2+1)(3k2+1-m2)
(3k2+1)2
=
3(k2+1)(9k2+1)
(3k2+1)2

=3+

12k2
9k4+6k2+1
=3+
12
9k2+
1
k2
+6
≤3+
12
2×3+6
=4(k≠0).

当且仅当9k2=

1
k2
,即k=±
3
3
时等号成立.

经检验,k=±

3
3
满足(*)式.

当k=0时,|AB|=

3

综上可知|AB|max=2.∴当|AB|最大时,△AOB的面积取最大值S=

1
2
×2×
3
2
=
3
2

简答题
选择题