问题
解答题
已知椭圆C:
(1)求椭圆C的标准方程; (2)设不过原点O的直线l与椭圆C交于两点M、N,且直线OM、MN、ON的斜率依次成等比数列,求△OMN面积的取值范围. |
答案
解析:(1)由已知得
解得2a=2×2b
=c a 3 2 c2=a2-b2
,a=2 b=1
所以椭圆C的方程:
+y2=1;x2 4
(2)由题意可设直线l的方程为:y=kx+m(k≠0,m≠0),
联立
消去y并整理,得:(1+4k2)x2+8kmx+4(m2-1)=0,y=kx+m
+y2=1x2 4
则△=64k2m2-16(1+4k2)(m2-1)=16(4k2-m2+1)>0,
此时设M(x1,y1)、N(x2,y2),则x1+x2=-
,x1x2=8km 1+4k2
,4(m2-1) 1+4k2
于是y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2,
又直线OM、MN、ON的斜率依次成等比数列,
∴
•y1 x1
=y2 x2
=k2⇒-k2x1x2+km(x1+x2)+m2 x1x2
+m2=0,8k2m2 1+4k2
由m≠0得:k2=
⇒k=±1 4
.1 2
又由△>0 得:0<m2<2,显然m2≠1(否则:x1x2=0,则x1,x2中至少有一个为0,直线OM、ON中至少有一个斜率不存在,矛盾!)
设原点O到直线l的距离为d,则
S△OMN=
|MN|d=1 2
×1 2 |m| 1+k2
|x1-x2|=1+k2
|m|1 2
=(x1+x2)2-4x1x2
,-(m2-1)2+1
故由m得取值范围可得△OMN面积的取值范围为(0,1).