问题 解答题
已知椭圆
y2
a2
+
x2
b2
=1(a>b>0)
的离心率e=
3
2
,短轴长为2,点A(x1,y1),B(x2,y2)是椭圆上的两点,
m
=(
x1
b
y1
a
)
n
=(
x2
b
y2
a
)
,且
m
n
=0

(1)求椭圆方程;
(2)若直线AB过椭圆的焦点F(0,c)(c为半焦距),求直线AB的斜率;
(3)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

(1)椭圆

y2
a2
+
x2
b2
=1(a>b>0)的离心率e=
3
2
,短轴长为2,

a2-b2
a
=
3
2
2b=2

∴a=2,b=1,

∴椭圆方程为

y2
4
+x2=1;

(2)设AB:y=kx+

3
,代入椭圆方程可得(k2+4)x2+2
3
kx-1=0,

∴x1+x2=-

2
3
k
k2+4
,x1x2=-
1
k2+4

m
n
=0,

∴4x1x2+y1y2=0,

∴(k2+4)x1x2+

3
k(x1+x2)+3=0,

∴-1-

6k2
k2+4
+3=0,

∴k=±

2

(3)①当直线AB斜率不存在时,即x1=x2,y1=-y2

m
n
=0,则y12=4x12

又A(x1,y1)在椭圆上,∴x12+

y12
4
=1,

|x1|=

2
2
|y1|=
2

∴S=

1
2
|x1|•2|y1|=1

∴三角形的面积为定值1;

②当直线AB斜率存在时,设AB的方程为y=kx+b,代入椭圆方程,可得(k2+4)x2+2kbx+b2-4=0,

得到x1+x2=-

2kb
k2+4
,x1x2=
b2-4
k2+4

∵4x1x2+y1y2=0,

∴(k2+4)x1x2+kb(x1+x2)+b2=0,

∴(k2+4)

b2-4
k2+4
+kb(-
2kb
k2+4
)+b2=0,

∴2b2-k2=4,

∴S=

|b|
1+k2
|AB|=
1
2
|b|
(x1+x2)2-4x1x2
=
|b|
4k2-4b2+16
k2+4
=
4b2
2|b|
=1,

∴三角形的面积为定值1.

综上,三角形的面积为定值1.

单项选择题
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