已知椭圆的中心在坐标原点O,焦点在x轴上,椭圆的短轴端点和焦点所组成的四边形为正方形,两准线间的距离为1.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)直线l过点P(0,2)且与椭圆相交于A、B两点,当△AOB面积取得最大值时,求直线l的方程.
设椭圆方程为
+x2 a2
=1(a>b>c)y2 b2
(Ⅰ)由已知得
⇒b=c
=42a2 c a2=b2+c2 a2=2 b2=1 c2=1
∴所求椭圆方程为
+y2=1.x2 2
(Ⅱ)由题意知直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=kx+2,A(x1,y1),B(x2,y2)
由
,消去y得关于x的方程:y=kx+2
+y2=1x2 2
(1+2k2)x2+8kx+6=0
由直线l与椭圆相交于A、B两点,
∴△>0⇒64k2-24(1+2k2)>0
解得k2>3 2
又由韦达定理得x1+x2=- 8k 1+2k2 x1•x2= 6 1+2k2
∴|AB|=
|x1-x2|=1+k2 1+k2
=(x1+x2)2-4x1x2 1+k2 1+2k2 16k2-24
原点O到直线l的距离d=2 1+k2
∵S△AOB=
|AB|•d=1 2
=16k2-24 1+2k2
.2 2 2k2-3 1+2k2
对S=
两边平方整理得:4S2k4+4(S2-4)k2+S2+24=0(*)16k2-24 1+2k2
∵S≠0,16(S2-4)2-4×4S2(S2+24)≥0
>04-S2 S2
>0S2+24 4S2
整理得:S2≤1 2
又S>0,∴0<S≤2 2
从而S△AOB的最大值为S=
,2 2
此时代入方程(*)得4k4-28k2+49=0∴k=±14 2
所以,所求直线方程为:±
x-2y+4=0.14