问题 解答题
已知椭圆
y2
a2
+
x2
b2
=1(a>b>0)
的上下焦点分别为F1,F2,短轴两个端点为A,B,且四边形F1AF2B是边长为2的正方形.
(1)求椭圆方程;
(2)已知直线l的方向向量为(1,
2
),若直线l与椭圆交于P、Q两点,O为坐标原点,求△OPQ面积的最大值.
(3)过点T(1,0)作直线l与椭圆交于M、N两点,与y轴交于点R,若
RM
MT
RN
NT
.证明:λ+μ为定值.
答案

(1)由题意可得:

a=2,b=c,a2=b2+c2,∴b2=2,

∴椭圆方程为

y2
4
+
x2
2
=1.

(2)∵直线l的方向向量为(1,

2
),

∴可设直线l的方程为y=

2
x+m,设P(x1,y1),Q(x2,y2),

代入椭圆方程并化简得4x2+2

2
mx+m2-4=0,

由△=8m2-16(m2-4)>0,可得m2<8.(*)

x1+x2=-

2
2
m,x1x2=
m2-4
4

∴|PQ|=

[1+(
2
)2][(x1+x2)2-4x1x2]
=
3
2
(16-2m2)

又点O到PQ的距离为d=

|m|
3

S△OPQ=

1
2
|PQ|•d=
m2(16-2m2)
4
1
4
2
2m2+(16-2m2)
2
=
2

当且仅当2m2=16-2m2,即m=±2时取等号,且满足(*)式.

所以△OPQ面积的最大值为

2

(3)依题意知,直线l的斜率存在,故可设直线l的方程为y=k(x-1)

设M(x3,y3),N(x4,y4),R(0,y5

则M、N满足

y=k(x-1)
x2
2
+
y2
4
=1
消去y化为(2+k2)x2-2k2x+k2-4=0,

易知△>0,∴x3+x4=

2k2
2+k2
x3x4=
k2-4
2+k2

RM
MT
,∴(x3,y3-y5)=λ(1-x3,y3),

∵x3≠1,∴λ=

x3
1-x3

同理μ=

x4
1-x4

∴λ+μ═

x3
1-x3
+
x4
1-x4
=
x3+x4-2x3x4
1-(x3+x4)+x3x4
=-4.

∴λ+μ为定值-4.

单项选择题 A1型题
单项选择题