问题 解答题
已知椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)的离心率e=
3
2
,连接椭圆的四个顶点得到的菱形的面积为4.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设直线l与椭圆相交于不同的两点A、B,已知点A的坐标为(-a,0).
(i)若|AB|=
4
2
5
,求直线l的倾斜角;
(ii)若点Q(0,y0)在线段AB的垂直平分线上,且
QA
QB
=4
.求y0的值.
答案

(Ⅰ)由e=

c
a
=
3
2
,得3a2=4c2

再由c2=a2-b2,解得a=2b.

由题意可知

1
2
×2a×2b=4,即ab=2.

解方程组

a=2b
ab=2
得a=2,b=1.

所以椭圆的方程为

x2
4
+y2=1.

(Ⅱ)(i)由(Ⅰ)可知点A的坐标是(-2,0).

设点B的坐标为(x1,y1),直线l的斜率为k.

则直线l的方程为y=k(x+2).

于是A、B两点的坐标满足方程组

y=k(x+2)
x2
4
+y2=1.

消去y并整理,得(1+4k2)x2+16k2x+(16k2-4)=0.

-2x1=

16k2-4
1+4k2
,得x1=
2-8k2
1+4k2
.从而y1=
4k
1+4k2

所以|AB|=

(-2-
2-8k2
1+4k2
)
2
+(
4k
1+4k2
)
2
=
4
1+k2
1+4k2

|AB|=

4
2
5
,得
4
1+k2
1+4k2
=
4
2
5

整理得32k4-9k2-23=0,即(k2-1)(32k2+23)=0,解得k=±1.

所以直线l的倾斜角为

π
4
4

(ii)设线段AB的中点为M,

由(i)得到M的坐标为(-

8k2
1+4k2
2k
1+4k2
).

以下分两种情况:

(1)当k=0时,点B的坐标是(2,0),

线段AB的垂直平分线为y轴,

于是

QA
=(-2,-y0),
QB
=(2,-y0).

QA
QB
=4,得y0=±2
2

(2)当k≠0时,线段AB的垂直平分线方程为

y-

2k
1+4k2
=-
1
k
(x+
8k2
1+4k2
).

令x=0,解得y0=-

6k
1+4k2

QA
=(-2,-y0),
QB
=(x1y1-y0)

QA
QB
=-2x1-y0(y1-y0)

=

-2(2-8k2)
1+4k2
+
6k
1+4k2
(
4k
1+4k2
+
6k
1+4k2
 )

=

4(16k4+15k2-1)
(1+4k2)2
=4,

整理得7k2=2.故k=±

14
7

所以y0

2
14
5

综上,y0=±2

2
y0
2
14
5

单项选择题 A1型题
选择题