问题
解答题
已知椭圆C的中心在坐标原点O,焦点在x轴上,离心率为e=
(I)求椭圆C的方程; (II)设直线l与圆x2+y2=1相切且与椭圆C相交于A、B两点,求
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答案
(I)设椭圆C1的方程为
+x2 a2
=1(a>b>0),c=y2 b2
,a2-b2
则
=a2-b2 a
,所以1 2
a=2b、3
由椭圆的几何性质知,当点P为椭圆的短轴端点时,
△PF1F2的面积最大,故|F1F2|b=bc=
,3
解得a=2,b=
.3
故所求椭圆方程为
+x2 4
=1.y 3
(II)当直线l的斜率不存在时,因l与与圆x2+y2=1相切,∴l:x=1,此时A(1,
),3 2
B(1,-
),∴3 2
•OA
=1-OB
=9 4
;5 4
当直线l的斜率存在时,设l:y=kx+m,因l与与圆x2+y2=1相切,∴
=1,整理得m2=k2+1,|m| 1+k2
联立l与椭圆C的方程,消去y得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0,
△=48(4k2+3-m2)=48(3k2+2)>0,设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=-
,8km 4k2+3
x1x2=
,4m2-12 4k2+3
∴y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2=3m2-12k2 4k2+3
∴
•OA
=x1x2+y1y2=OB
+4m2-12 4k2+3
=3m2-12k2 4k2+3
=--5(k2+1) 4k2+3
-5 4 5 4(4k2+3)
∵4k2+3≥3,
∴0<
≤5 4(4k2+3)
,-5 12
≤5 3
•OA
<-OB
.5 4
综上,
•OA
的取值范围是[-OB
,-5 3
].5 4