已知椭圆x^2/a^2+y^2/b^2=1(a>b>0)的离心率为根号(6)/3,长轴长2根号(3),直线l:y=kx+m,交椭圆与A,B
题目
已知椭圆x^2/a^2+y^2/b^2=1(a>b>0)的离心率为根号(6)/3,长轴长2根号(3),直线l:y=kx+m,交椭圆与A,B
(1)求m=1,向量OA*向量OB=0时,k的值(O为原点)
(2)若坐标原点O到直线l的距离为根号(3)/2,球、求三角形AOB面积的最大值
答案
c/a=√6/3
c²/a²=2/3
2a=2√3
a=√3
a²=3
c²=2
b²=a²-c²=3-2=1
椭圆方程:x²/3+y²=1
(1)直线y=kx+1
设点A(x1,y1)B(x2,y2)
因为向量OA*向量OB=0
所以OA垂直OB
y1y2+x1x2=0
(kx1+1)(kx2+1)+x1x2=0
k²x1x2+k(x1+x2)+1+x1x2=0
将y=kx+1代入x²/3+y²=1
x²+3(k²x²+2kx+1)=3
(1+3k²)x²+6kx=0
x1+x2=-6k²/(1+3k²)
x1*x2=0
-6k²/(1+3k²)+1=0
1+3k²=6k²
3k²=1
k=±√3/3
(2)直线y=kx+m原点到直线的距离=√3/2
那么
|m|/√(1+k²)=√3/2
4m²=3+3k²
将y=kx+m代入x²/3+y²=1
x²+3(k²x²+2mkx+m²)=3
(1+3k²)x²+6mkx+3m²-3=0
x1+x2=-6mk/(1+3k²)
x1*x2=(3m²-3)/(1+3k²)
AB=√(1+k²)[(x1+x2)²-4x1*x2]
因为原点到直线距离为定值,所以当AB取最大值时,S就有最大值
令t=(1+k²)[36m²k²/(1+3k²)²+4(3-3m²)/(1+3k²)]
4m²=3+3k²代入
t=(1+k²)[9k²(3+3k²)/(1+3k²)²+(12-9-9k²)/(1+3k²)]
=(1+k²)(27k²+27k^4+3-9k²+9k²-27k^4)/(1+3k²)
=(1+k²)(27k²+3)/(1+3k²)²
=3(9k²+1)(k²+1)/(1+3k²)²
=3(9k^4+6k²+1+4k²)/(1+3k²)²
=3+12k²/(1+3k²)²
=3+12[k/(1+3k²)]²
=3+12[1/(1/k+3k)]²
1/k+3k≥2√3
所以t的最大值=4
AB最大值=2
S△AOB最大值=1/2×√3/2×2=√3/2
举一反三
已知函数f(x)=x,g(x)=alnx,a∈R.若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)相交,且在交点处有相同的切线,求a的值和该切线方程.
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