已知橢圓C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的離心率為32,過橢圓的左焦點F1且與x軸垂直的直線與橢圓相交于P,Q兩點,△OPQ的面積為32,O為坐標原點.
(Ⅰ)求橢圓E的方程;
(Ⅱ)點M、N為橢圓E上不同的兩點,kOM?kON=-b2a2,求證:△OMN的面積為定值.
x
2
a
2
+
y
2
b
2
3
2
3
2
b
2
a
2
【考點】橢圓的幾何特征.
【答案】(Ⅰ)橢圓E的方程為=1;
(Ⅱ)證明:當l⊥x軸時,設(shè)M(x0,y0),N(x0,-y0),
則,由kOM?kON=-,得×=-,
聯(lián)立解得:
,
,∴S△MON=×=1.
當l與x軸不垂直時,設(shè)直線l的方程為:y=kx+m,M(x1,y1),N(x2,y2),
聯(lián)立
,化為:(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0,
Δ>0,可得1+4k2>m2.
∴x1+x2=,x1x2=,
則|MN|==
=.
由kOM?kON=-,得?=-,
化為4(kx1+m)(kx2+m)+x1x2=0,即(1+4k2)x1x2+4mk(x1+x2)+4m2=0,
∴-+4m2=0,化為:2m2=1+4k2.
把m2=代入|MN|,得|MN|=,
原點O到直線l的距離d=.
∴S△MON=|MN|d=×|m|==1.
綜上得S△MON=1為定值.
x
2
4
+
y
2
(Ⅱ)證明:當l⊥x軸時,設(shè)M(x0,y0),N(x0,-y0),
則
x
0
2
4
+
y
0
2
=
1
b
2
a
2
y
0
x
0
-
y
0
x
0
1
4
聯(lián)立解得:
x 0 = 2 |
y 0 =± 2 2 |
x 0 = - 2 |
y 0 =± 2 2 |
1
2
2
×
2
當l與x軸不垂直時,設(shè)直線l的方程為:y=kx+m,M(x1,y1),N(x2,y2),
聯(lián)立
y = kx + m |
x 2 + 4 y 2 = 4 |
Δ>0,可得1+4k2>m2.
∴x1+x2=
-
8
km
1
+
4
k
2
4
m
2
-
4
1
+
4
k
2
則|MN|=
(
1
+
k
2
)
[
(
x
1
+
x
2
)
2
-
4
x
1
x
2
]
(
1
+
4
k
2
)
[
64
k
2
m
2
(
1
+
4
k
2
)
2
-
4
(
4
m
2
-
4
)
1
+
4
k
2
]
=
4
(
1
+
k
2
)
(
1
+
4
k
2
-
m
2
)
1
+
4
k
2
由kOM?kON=-
b
2
a
2
y
1
x
1
y
2
x
2
1
4
化為4(kx1+m)(kx2+m)+x1x2=0,即(1+4k2)x1x2+4mk(x1+x2)+4m2=0,
∴
(
1
+
4
k
2
)
(
4
m
2
-
4
)
1
+
4
k
2
32
k
2
m
2
1
+
4
k
2
把m2=
1
+
4
k
2
2
2
2
(
1
+
k
2
)
1
+
4
k
2
原點O到直線l的距離d=
|
m
|
1
+
k
2
∴S△MON=
1
2
2
1
+
4
k
2
2
1
+
4
k
2
×
1
+
4
k
2
2
綜上得S△MON=1為定值.
【解答】
【點評】
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