问题
解答题
已知椭圆
(Ⅰ)求椭圆的方程; (Ⅱ)设直线l:y=kx+m(k≠0,m>0)与椭圆交于P,Q两点,且以PQ为对角线的菱形的一顶点为(-1,0),求:△OPQ面积的最大值及此时直线l的方程. |
答案
(Ⅰ)∵e=
,∴c=3 2
a,∴b2=a2-c2=3 2
,故所求椭圆为:a2 4
+x2 a2
=1.4y2 a2
又椭圆过点 (
,3
),∴1 2
+3 a2
=1,∴a2=4,b2=1,1 a2
∴
+y2=1.x2 4
(Ⅱ)设P(x1,y1),Q(x2,y2),PQ的中点为(x0,y0)
将直线y=kx+m与
+y2=1 联立得 (1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0,x2 4
∵△=16(4k2+1-m2)>0,即 4k2+1-m2>0 ①,
又x0=
=x1+x2 2
,y0=-4km 1+4k2
=y1+y2 2
,又点[-1,0]不在椭圆OE上.m 1+4k2
依题意有
=-y0-0 x0-(-1)
,整理得3km=4k2+1 ②. 由①②可得k2>1 k
,1 5
∵m>0,∴k>0,∴k>
,5 5
设O到直线l的距离为d,
则S△OPQ=
•d•|PQ|=1 2
•1 2
•m 1+k2
•1+k2 16(4k2+1-m2) 1+4k2
=
=2 (4k2+1)(5k2-1) 9k2
.2 20+
-1 k2 1 k4 9
当
=1 k2
时,△OPQ 的面积取最大值1,此时k=1 2
,m=2
,3 2 2
∴直线方程为 y=
x+2
.3 2 2