问题 解答题
已知椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)的两个焦点分别为F1,F2,离心率为
1
2
,过F1的直线l与椭圆C交于M,N两点,且△MNF2的周长为8.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过原点O的两条互相垂直的射线与椭圆C分别交于A,B两点,证明:点O到直线AB的距离为定值,并求出这个定值.
答案

(I)由题意知,4a=8,所以a=2.

因为e=

1
2

所以

b2
a2
=
a2-c2
a2
=1-e2=
3
4

所以b2=3.

所以椭圆C的方程为

x2
4
+
y2
3
=1.

(II)由题意,当直线AB的斜率不存在,此时可设A(x0,x0),B(x0,-x0).

又A,B两点在椭圆C上,

所以

x02
4
+
x02
3
=1,x02=
12
7

所以点O到直线AB的距离d=

12
7
=
2
21
7

当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=kx+m.

y=kx+m
x2
4
+
y2
3
=1
消去y得(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0.

由已知△>0,设A(x1,y1),B(x2,y2).

所以x1+x2=-

8km
3+4k2
x1x2=
4m2-12
3+4k2

因为OA⊥OB,所以x1x2+y1y2=0.

所以x1x2+(kx1+m)(kx2+m)=0,即(k2+1)x1x2+km(x1+x2)+m2=0

所以(k2+1)

4m2-12
3+4k2
-
8k2m2
3+4k2
+m2=0.

整理得7m2=12(k2+1),满足△>0.

所以点O到直线AB的距离d=

|m|
k2+1
=
12
7
=
2
21
7
为定值.

单项选择题
判断题