问题 解答题
已知椭圆E中心在原点O,焦点在x轴上,其离心率e=
2
3
,过点C(-1,0)的直线l与椭圆E相交于A、B两点,且满足
AC
=2
CB

(Ⅰ)用直线l的斜率k(k≠0)表示△OAB的面积;
(Ⅱ)当△OAB的面积最大时,求椭圆E的方程.
答案

(Ⅰ)设椭圆E的方程为

x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0),直线的方程为y=k(x+1)

由e=

c
a
=
2
3
∴a2=3b2

故椭圆方程x2+3y2=3b2                                 …(1分)

设A(x1,y1)、B(x2,y2)),由

AC
=2
CB

得(-1-x1,-y1)=2(x2+1,y2

可得

x1+1=-2(x2+1)        …①
y1=-2y2                   …②
…(2分)

x2+3y2=3b2
y=k(x+1)
消去y整理(1+3k2)x2+6k2x+3(k2-b2)=0(3分)

                              

由直线l与椭圆E相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点

△=36k4-4(3k2+1)(3k2-3b2)>0         …③
x1+x2=-
6k2
3k2+1
                                  …④
x1x2=
3k2-3b2
3k2+1
                                    …⑤
…(4分)

而S△OAB=

1
2
|y1-y2|=
1
2
|-2y2-y2|=
3
2
|y2|=
3
2
|k(x2+1)|⑥…(6分)

由①④得:x2+1=-

2
3k2+1
,代入⑥得:S△OAB=
3|k|
3k2+1
(k≠0)
    …(7分)

(Ⅱ)因S△OAB=

3|k|
3k2+1
=
3
3|k|+
1
|k|
3
2
3
=
3
2
,…(8分)

当且仅当k=±

3
3
,S△OAB取得最大值,…(9分)

此时x1+x2=-1,又由①得

x1+2x2
3
=-1

∴x1=1,x2=-2                                               …(10分)

将x1,x2及k2=

1
3
代入⑤得3b2=5,满足△>0                      …(11分)

∴椭圆方程为x2+3y2=5                                    …(12分)

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