Question

（2011•宁波模拟）已知：圆x²+y²=1过椭圆

x2

a2

+

y2

b2

=1(a＞b＞0)的两焦点，与椭圆有且仅有两个公共点：直线y=kx+m与圆x²+y²=1相切，与椭圆

x2

a2

+

y2

b2

=1相交于A，B两点记λ=

OA

•

OB

，且

2

3

≤λ≤

3

4

．
（Ⅰ）求椭圆的方程；
（Ⅱ）求k的取值范围；
（Ⅲ）求△OAB的面积S的取值范围．

Answer 1

分析：（Ⅰ）欲求椭圆的方程，只需求出a，b的值，因为圆x²+y²=1过椭圆

x2

a2

+

y2

b2

=1(a＞b＞0)的两焦点，可求出a，因为圆x²+y²=1与椭圆有且仅有两个公共点，可求出b，椭圆的方程可知．
（Ⅱ）因为直线y=kx+m与圆x²+y²=1相切，可把m用k表示，再让直线方程与椭圆方程联立，把λ用k表示，根据λ的范围，就可求出k的范围．
（Ⅲ）因为△OAB的面积S=

1

2

|AB|•d，把|AB|用k表示，d=1，这样，S就可用含k的式子表示了，再把（2）中求出的k的范围代入，就可得到△OAB的面积S的取值范围．

解答：解；（Ⅰ）由题意知，椭圆的焦距2c=2∴c=1
又∵圆x²+y²=1与椭圆有且仅有两个公共点，∴b=1，∴a=

2

∴圆的方程为

x2

2

+y2=1
（Ⅱ）∵直线y=kx+m与圆x²+y²=1相切，∴原点O到直线的距离

|m|

1+k2

=1，即m²=k²+1
把直线y=kx+m代入椭圆

x2

2

+y2=1，可得（1+2k²）x²+4kmx+2m²-2=0
设A（x₁，y₁），B（x₁，y₂），则

x1+x2=- 4km 2k2+1 x1x2= 2(m2-1) 2k2+1

λ=

OA

•

OB

=x₁x₂+y₁y₂=（1+k²）x₁x₂+km（x₁+x₂）+m²
=（1+k²）

2(m2-1)

2k2+1

-

4k2m2

2k2+1

+m²
∵

2

3

≤λ≤

3

4

，∴

2

3

≤

k2 +1

2k2+1

≤

3

4

，解得，

1

2

≤k²≤1
∴k的取值范围是[-1，-

2

2

]∪[

2

2

，1]；
（Ⅲ）|AB|²=（x₁-x₂）²+（y₁-y₂）²=（1+k²）（x₁-x₂）²
=（1+k²）[(-

4km

2k2+1

)2-4

2(m2-1)

2k2+1

]=（1+k²）[

16k2(k2+1)

(2k2+1)2

-

8k2

2k2+1

]
=（1+k²）

8k2

(2k2+1)2

=2-

2

(2k2+1)2

S_△OAB²=

1

4

|AB|²×1=

1

4

（2-

2

(2k2+1)2

）
∵

1

2

≤k²≤1，∴

2

9

≤

2

(2k2+1)2

≤

1

2

∴

3

2

≤2-

2

(2k2+1)2

≤

16

9

，∴

3

8

≤

1

4

(2-

2

(2k2+1)2

)≤

4

9

即

3

8

≤S_△OAB²=≤

4

9

∴

6

4

≤S_△OAB≤

2

3

∴△OAB的面积S的取值范围为[

6

4

，

2

3

]

点评：本题考查了椭圆方程的求法，以及椭圆与直线的位置关系的判断．做题时要细心．