问题 解答题
椭圆C的中心在坐标原点O,焦点在y轴上,离心率为
2
2
,以短轴的一个端点与两焦点为顶点的三角形的面积为
1
2

(1)求椭圆C的方程;
(2)若过点P(0,m)存在直线l与椭圆C交于相异两点A,B,满足:
AP
PB
OA
OB
=4
OP
,求常数λ的值和实数m的取值范围.
答案

(1)设椭圆的方程为:

y2
a2
+
x2
b2
=1(a>b>0),

由题意知,

1
2
b•(2c)=
1
2
,且e=
c
a
=
2
2

解得:a=1,b=c=

2
2

故椭圆C的方程为:y2+2x2=1.

(2)由

AP
PB
得,
OP
-
OA
=λ(
OB
-
OP
)

(1+λ)

OP
=
OA
OB
=4
OP

∴1+λ=4,λ=3.

当直线l与x轴不垂直时,设直线l的方程为:y=kx+m,

且与椭圆C的交点为A(x1,y1),B(x2,y2),

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

∴△=(2km)2-4(k2+2)(m2-1)=4(k2-2m2+2)>0,x1+x2=-

2km
k2+2
x1x2=
m2-1
k2+2

AP
=3
PB
得-x1=3x2

∴x1+x2=-2x2,x1x2=-3x22

消去x1,x2得:3(x1+x22+4x1x2=0,

3(

-2km
k2+2
)2+4×
m2-1
k2+2
=0
,(4m2-1)k2=2-2m2

m2=

1
4
时,上式不成立,∴k2=
2-2m2
4m2-1

代入△>0,即k2>2m2-2,得

2-2m2
4m2-1
>2m2-2恒成立,

(2-2m2)(4m2)
4m2-1
>0,解得
1
4
m2<1

-1<m<-

1
2
1
2
<m<1

当直线l与x轴垂直时,l的方程为:x=0得m=±

1
2

综上所述:m的取值范围为(-1,-

1
2
]∪[
1
2
,1).

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