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已知:椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)过(0,1)点,离心率e=
2
2
;直线l:y=kx+m(m>0)与圆O:x2+y2=1相切,并与椭圆C交于不同的两点A、B,(O为坐标原点).
Ⅰ.求椭圆C的方程及m与k的关系式m=f(k);
Ⅱ.设
OA
OB
=θ,且满足|
OA|
=
2
|
OB
|=
10
3
cosθ=
5
5
求直线l的方程;
Ⅲ.在Ⅱ.的条件下,求三角形AOB的面积.
分析:Ⅰ.由题意可知b=1,a2=2,由此可以求出椭圆C的方程.再由直线l:y=kx+m(m>0)与圆x2+y2=1相切,能够导出m与k的关系式m=f(k).
Ⅱ.由
y=kx+m
x2
2
+y2=1
消去y得(2k2+1)x2+4kmx+2m2-2=0,然后由根的判别式和根与系数的关系求直线l的方程.
Ⅲ.|OA|为三角形的底边,|yB|为三角形的高,由此能够推导出三角形AOB的面积.
解答:解:Ⅰ.∵椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1
,过(0,1)点,∴b=1,
e=
c
a
=
a2-b2
a
=
2
2
∴a2=2,
∴椭圆C方程为:
x2
2
+y2=1

∵直线l:y=kx+m(m>0)与圆x2+y2=1相切,
|m|
1+k2
=1
m=
1+k2
,即m=f(k)=
1+k2

Ⅱ.
y=kx+m
x2
2
+y2=1
消去y得(2k2+1)x2+4kmx+2m2-2=0,
△=8k2>0,∴k≠0
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=
-4km
2k2+1
x1x2=
2m2-2
2k2+1
OA
OB
=|
OA
|•|
OB
|•cosθ=
2
10
3
5
5
=
2
3

OA
OB
=(x1y1)(x2y2)=x1x2+y1y2
k2+1
2k2+1
=
2
3

k2=1,k=±1;∴m=f(k)=
1+k2
=
2

直线l的方程为:y=x+
2
y=-x+
2

Ⅲ.由Ⅱ.知k=±1;m=
2
消去y得3x2±4
2
x+2=0

x1+x2=
4
2
3
x1x2=
2
3
由弦长公式:|AB|=
4
3

S△AOB=
1
2
•1•|AB|=
2
3

|
OA
|=
2
A(±
2
,0)

∴直线AB过
2
,0)
点;
∵<
OA
OB
>=θ,
cosθ=
5
5
sinθ=
2
5
5
,kOB=tanθ=±2
∴lOB:y=±2x,与
x2
2
+y2=1

联立解得:x=
2
3
y=-
2
2
3
x=-
2
3
y=
2
2
3

B1(-
2
3
2
2
3
)
B2(
2
3
,-
2
2
3
)

由两点得AB的方程为:y=±x+
2

由前面解知:|OA|为三角形的底边,|yB|为三角形的高,|yB|=
2
2
3
,S△AOB=
1
2
|
OA
|•|yB|=
1
2
×
2
×
2
2
3
=
2
3
点评:本题考查椭圆知识的综合运用,有一定的难度,在解题时要认真审题,注意公式的灵活运用.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中数学 来源: 题型:

已知离心率为
6
3
的椭圆C:
x2
a 2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)经过点P(
3
,1)

(1)求椭圆C的方程;
(2)过左焦点F1且不与x轴垂直的直线l交椭圆C于M、N两点,若
OM
ON
=
4
6
3tan∠MON
(O为坐标原点),求直线l的方程.

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知方向向量为
V
=(1,
3
)
的直线l过椭圆C:
x2
a 2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的焦点以及点(0,-2
3
),直线l与椭圆C交于A、B两点,且A、B两点与另一焦点围成的三角形周长为4
6

(1)求椭圆C的方程;
(2)过左焦点F1且不与x轴垂直的直线m交椭圆于M、N两点,
OM
ON
=
4
6
3tan∠MON
≠0
(O坐标原点),求直线m的方程.

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科目:高中数学 来源:不详 题型:解答题

已知离心率为
6
3
的椭圆C:
x2
a 2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)经过点P(
3
,1)

(1)求椭圆C的方程;
(2)过左焦点F1且不与x轴垂直的直线l交椭圆C于M、N两点,若
OM
ON
=
4
6
3tan∠MON
(O为坐标原点),求直线l的方程.

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