问题
解答题
已知椭圆C:
(I)求椭圆C的方程; (Ⅱ)若斜率为k的直线过点M(2,0),且与椭圆C相交于A,B两点.试探讨k为何值时,三角形OAB为直角三角形. |
答案
(Ⅰ)因为焦点与短轴的端点都在圆x2+y2=1上,
∴c=1,b=1,
∴a2=b2+c2=1+1=2.
则椭圆方程为:
+y2=1;x2 2
(Ⅱ)由已知直线AB的斜率存在,设直线AB的方程为y=k(x-2).
联立
,得(1+k2)x2-8k2x+8k2-2=0.y=k(x-2)
+y2=1x2 2
由△=64k4-4(1+k2)(8k2-2)>0,得k2<
.1 2
所以k∈(-
,2 2
).2 2
设A(x1,y1),B(x2,y2).
则x1+x2=
,x1x2=8k2 1+k2
.8k2-2 1+k2
若O为直角顶点,则
•OA
=0,即x1x2+y1y2=0.OB
y1y2=k(x1-2)k(x2-2).
所以上式可整理得:
+8k2-2 1+2k2
=0.4k2 1+2k2
解得k=±
.满足k∈(-5 5
,2 2
).2 2
若A或B为直角顶点,不妨设A为直角顶点,
kOA=-
,则A满足1 k
,解得y=-
x1 k y=k(x-2) x= 2k2 k2+1 y=- 2k k2+1
代入椭圆方程得k4+2k2-1=0.
解得k=±
.满足k∈(-
-12
,2 2
).2 2
综上,k=±
或k=±5 5
时三角形OAB为直角三角形.
-12