Question

（2011•南通三模）在平面直角坐标系xOy中，已知椭圆

x2

a2

+

y2

b2

=1（a＞b＞0）的离心率为

2

2

，其焦点在圆x²+y²=1上．
（1）求椭圆的方程；
（2）设A，B，M是椭圆上的三点（异于椭圆顶点），且存在锐角θ，使

OM

=cosθ

OA

+sinθ

OB

．
（i）求证：直线OA与OB的斜率之积为定值；
（ii）求OA²+OB²．

Answer 1

分析：（1）由已知中椭圆的离心率为

2

2

，其焦点在圆x²+y²=1上我们可以求出a，b，c的值，进而得到椭圆的方程；
（2）（i）设A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），M（x，y），由

OM

=cosθ

OA

+sinθ

OB

．可得x，y的坐标表达式，进而根据M在椭圆上，可得kOAkOB=

y1y2

x1x2

=-

1

2

为定值．
（ii）由（i）中结论，可得y₁²+y₂²=1，及x₁²+x₂²=2，进而得到OA²+OB²

解答：解：（1）依题意，得  c=1．于是，a=

2

，b=1．     …（2分）
所以所求椭圆的方程为

x2

2

+y2=1． …（4分）
（2）（i）设A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），
则

x 2 1

2

+

y

2 1

=1①，

x 2 2

2

+

y

2 2

=1②．
又设M（x，y），因

OM

=cosθ

OA

+sinθ

OB

，故

x=x1cosθ+x2sinθ y=y1cosθ+y2sinθ.

…（7分）
因M在椭圆上，故

(x1cosθ+x2sinθ)2

2

+(y1cosθ+y2sinθ)2=1．
整理得(

x 2 1

2

+

y

2 1

)cos2θ+(

x 2 2

2

+

y

2 2

)sin2θ+2(

x1x2

2

+y1y2)cosθsinθ=1．
将①②代入上式，并注意cosθsinθ≠0，得  

x1x2

2

+y1y2=0．
所以，kOAkOB=

y1y2

x1x2

=-

1

2

为定值． …（10分）
（ii）(y1y2)2=(-

x1x2

2

)2=

x 2 1

2

•

x 2 2

2

=(1-

y

2 1

)(1-

y

2 2

)=1-(

y

2 1

+

y

2 2

)+

y

2 1

y

2 2

，故y₁²+y₂²=1．
又(

x 2 1

2

+

y

2 1

)+(

x 2 2

2

+

y

2 2

)=2，故x₁²+x₂²=2．
所以，OA²+OB²=x₁²+y₁²+x₂²+y₂²=3．  …（16分）

点评：本题主要考查圆、椭圆及直线的基础知识，考查运算能力及探究能力．第（2）问中，可以证明线段AB的中点恒在定椭圆x²+2y²=1上．后一问与前一问之间具有等价关系．