问题 解答题
已知椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的离心率为
2
2
,连接椭圆的四个顶点得到的菱形的面积为2
2

(1)求椭圆C的方程;
(2)若过点(2,0)的直线l的与椭圆C交于A、B两点,O为坐标原点,当∠AOB为锐角时,求直线l的斜率k的取值范围.
答案

(1)由e=

c
a
=
2
2
得a2=2c2=2b2

依题意

1
2
×2a×2b=2
2
,即ab=
2
,解方程组
a2=2b2
ab=
2
得a=
2
,b=1,

所以椭圆C的方程为

x2
2
+y2=1.

(2)设l:y=k(x-2),A(x1,y1),B(x2,y2),

y=k(x-2)
x2
2
+y2=1
,得(1+2k2)x2-8k2x+8k2-2=0,

由△=64k4-4(2k2+1)(8k2-2)>0,得k2

1
2
,且x1+x2=
8k2
1+2k2
x1x2=
8k2-2
1+2k2

于是y1y2=k2(x1-2)(x2-2)=k2[x1x2-2(x1+x2)+4]=

2k2
1+2k2

∵∠AOB为锐角,∴

OA
OB
>0,

x1x2+y1y2=

8k2-2
1+2k2
+
2k2
1+2k2
=
10k2-2
1+2k2
>0,解得k2
1
5

k2

1
2
,∴
1
5
k2
1
2
,解得-
2
2
<k<-
5
5
5
5
<k<
2
2

所以直线l的斜率k的取值范围是(-

2
2
,-
5
5
)∪(
5
5
2
2
).

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