问题 解答题
在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆E:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的离心率为
2
2
,左焦点为F,过原点的直线l交椭圆于M,N两点,△FMN面积的最大值为1.
(1)求椭圆E的方程;
(2)设P,A,B是椭圆E上异于顶点的三点,Q(m,n)是单位圆x2+y2=1上任一点,使
OP
=m
OA
+n
OB

①求证:直线OA与OB的斜率之积为定值;
②求OA2+OB2的值.
答案

(1)由椭圆的离心率为

2
2
,得
c
a
=
2
2
①,

又△FMN面积S=

1
2
×c×|yM-yN|=c|yM|≤cb,所以cb=1②,

由①②及a2=b2+c2可解得:a2=2,b2=c2=1,

故椭圆E的方程是

x2
2
+y2=1.

(2)①设P(x,y),A(x1,y1),B(x2,y2),

x21
2
+
y21
=1③,
x22
2
+
y22
=1
④,

又m2+n2=1⑤,

OP
=m
OA
+n
OB
,故
x=mx1+nx2
y=my1+ny2.

因P在椭圆上,故

(mx1+nx2)2
2
+(my1+ny2)2=1.

整理得(

x21
2
+
y21
)m2+(
x22
2
+
y22
)n2+2(
x1x2
2
+y1y2)mn=1.

将③④⑤代入上式,并注意点Q(m,n)的任意性,得:

x1x2
2
+y1y2=0.

所以,kOAkOB=

y1y2
x1x2
=-
1
2
为定值.

(y1y2)2=(-

x1x2
2
)2=
x21
2
x22
2
=(1-
y21
)(1-
y22
)=1-(
y21
+
y22
)+
y21
y22

y21
+
y22
=1.

(

x21
2
+
y21
)+(
x22
2
+
y22
)=2,故
x21
+
x22
=2
.所以OA2+OB2=
x21
+
y21
+
x22
+
y22
=3.

单项选择题
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