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已知椭圆C:x^2/4+y^2=1 直线l与椭圆C相交于A B两点 向量OA*向量OB=0(O为坐标

时间:2019-05-04 10:52:05

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已知椭圆C:x^2/4+y^2=1 直线l与椭圆C相交于A B两点 向量OA*向量OB=0(O为坐标

问题补充:

已知椭圆C:x^2/4+y^2=1,直线l与椭圆C相交于A,B两点,向量OA*向量OB=0(O为坐标原点),问:(1)探究:点O到直线AB的距离是否为定值,若是,求处该定值,若不是,说明理由(2)求|OA|*|OB|的最小值?

答案:

当直线l没有斜率时,

设l:x=t,代入椭圆C:x^2/4+y^2=1

得:t²/4+y²=1,y²=1-t²/4

∵向量OA*向量OB=0

∴t²=1-t²/4,t²=4/5,|t|=2√5/5

即O到l的距离为2√5/5

当直线l有斜率时,

设l:y=kx+m代入椭圆C:x^2/4+y^2=1

x²/4+(kx+m)²=1

即(4k²+1)x²+8kmx+4m²-4=0

Δ=64k²m²-16(4k²+1)(m²-1)>0==>1+4k²>m²

设A(x1,y1),B(x2,y2)

则x1+x2=-8km/(4k²+1),x1x2=4(m²-1)/(4k²+1)

∵向量OA*向量OB=0

∴x1x2+y1y2=0

∴x1x2+(kx1+m)(kx2+m)

=(k²+1)x1x2+km(x1+x2)+m²=0

∴4(k²+1)(m²-1)/(4k²+1)-8k²m²/(4k²+1)+m²=0

∴4(k²+1)(m²-1)-8k²m²+(4k²+1)m²=0

∴ 5m²=4(k²+1) |m|/√(k²+1)=2√5/5

那么O到l的距离d=|m|/√(k²+1)=2√5/5

∴点O到直线AB的距离为定值2√5/5

(2)k不存在时,|OA|*|OB|=8/5

k存在时,根据面积公式:

|OA|*|OB|=|AB|*d

|AB|=4/√5

=√(k²+1)√[(x1+x2)²-4x1x2]

=√(k²+1)√[64k²m²/(4k²+1)²-16(m²-1)/(4k²+1)]

=√(k²+1)*4/(4k²+1)*√(1+4k²-m²)

=√(k²+1)*4/(4k²+1)*√(1/5+16/5k²)

=4/√5*√[(16k⁴+17k²+1)/(4k²+1)²]

=4/√5*√[1+9k²/(4k²+1)²]

∴k=0时,|AB|取得最小值4/√5

∴|OA|*|OB|=|AB|*d≥4/√5*2√5/5=8/5

即|OA|*|OB|的最小值为8/5

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