问题 解答题
设A(x1,y1),B(x2,y2)是椭圆
y2
a2
+
x2
b2
=1(a>b>0)
上的两点,已知O为坐标原点,椭圆的离心率e=
3
2
,短轴长为2,且
m
=(
x1
b
y1
a
),
n
=(
x2
b
y2
a
)
,若
m
n
=0

(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)试问:△AOB的面积是否为定值?如果是,请给予证明;如果不是,请说明理由.
答案

(Ⅰ)2b=2⇒b=1,e=

c
a
=
a2-b2
a
=
3
2
⇒a=2,c=
3

所以椭圆的方程为

y2
4
+x2=1(5分)

(Ⅱ)是,证明如下:

①当直线AB的斜率不存在时,即x1=x2,y1=-y2

m
n
=0,得
x21
-
y21
4
=0⇒
y21
=4
x21

又A(x1,y1)在椭圆上,所以

x21
+
4
x21
4
=1⇒|x1|=
2
2
,|y1|=
2

所以S=

1
2
|x1||y1-y2|=
1
2
|x1|2|y1|=1(7分)

②当直线AB的斜率存在时,设AB的方程为y=kx+m,则

y=kx+m
y2
4
+x2=1
,∴(k2+4)x2+2kmx+m2-4=0

得到x1+x2=

-2km
k2+4
x1x2=
m2-4
k2+4
(9分)

m
n
=0,

x1x2+

y1y2
4
=0,∴x1x2+
(kx1+m)(kx2+m)
4
=0

代入整理,得2m2-k2=4,(10分)

S=

1
2
|m|
1+k2
|AB|=
1
2
|m|
(x1+x2)2-4x1x2
=
|m|
4k2-4m2+16
k2+4
=
4m2
2|m|
=1
(12分)

综上所述,所以三角形的面积为定值(13分)

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