问题 解答题
已知椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)经过点M(1,
3
2
)
,其离心率为
1
2

(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设直线l:y=kx+m  (|k|≤
1
2
)
与椭圆C相交于A、B两点,以线段OA,OB为邻边作平行四边形OAPB,其中顶点P在椭圆C上,O为坐标原点.求|OP|的取值范围.
答案

(Ⅰ)由已知可得e2=

a2-b2
a2
=
1
4
,所以3a2=4b2①(1分)

又点M(1,

3
2
)在椭圆C上,

所以

1
a2
+
9
4b2
=1②(2分)

由①②解之,得a2=4,b2=3.

故椭圆C的方程为

x2
4
+
y2
3
=1.(5分)

(Ⅱ)当k=0时,P(0,2m)在椭圆C上,解得m=±

3
2

所以|OP|=

3
.(6分)

当k≠0时,则由

y=kx+m
x2
4
+
y2
3
=1.

消y化简整理得:(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0,

△=64k2m2-4(3+4k2)(4m2-12)=48(3+4k2-m2)>0③(8分)

设A,B,P点的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2)、(x0,y0),

x0=x1+x2=-

8km
3+4k2
y0=y1+y2=k(x1+x2)+2m=
6m
3+4k2
.(9分)

由于点P在椭圆C上,所以

x20
4
+
y20
3
=1.(10分)

从而

16k2m2
(3+4k2)2
+
12m2
(3+4k2)2
=1,化简得4m2=3+4k2,经检验满足③式.(11分)

|OP|=

x20
+
y20
=
64k2m2
(3+4k2)2
+
36m2
(3+4k2)2

=

4m2(16k2+9)
(3+4k2)2
=
16k2+9
4k2+3

=

4-
3
4k2+3
.(12分)

因为0<|k|≤

1
2
,得3<4k2+3≤4,有
3
4
3
4k2+3
<1

3
<|OP|≤
13
2
.(13分)

综上,所求|OP|的取值范围是[

3
13
2
].(14分)

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