已知椭圆的焦点在 $x$ 轴上,椭圆上任意一点到焦点的最大距离为 $2+\sqrt3$,最小距离为 $2-\sqrt3$.
【难度】
【出处】
【标注】
  1. 求椭圆方程;
    标注
    答案
    $\dfrac {x^2}{4}+y^2=1$
    解析
    设椭圆半长轴,半短轴,以及半焦距分别为 $a,b,c$,其中 $a>b>0,c>0$,且有$$a^2=b^2+c^2,$$根据题意有$$\begin{cases} a+c=2+\sqrt3,\\
    a-c=2-\sqrt3, \end{cases}$$解得 $(a,c)=(2,\sqrt3)$,所以 $b=\sqrt{a^2-c^2}=1$,所求椭圆方程为$$\dfrac{x^2}{4}+y^2=1.$$
  2. 若 $A,B$ 为椭圆上任意两点,$O$ 为坐标原点,直线 $OA$ 的斜率为 $k_1$,直线 $OB$ 的斜率为 $k_2$,是否存在常数 $\lambda$ 满足 $k_1\cdot k_2=\lambda$ 时,$S_{\triangle OAB}$ 的面积为定值,若存在,求出 $\lambda$ 的值;若不存在,请说明理由.
    标注
    答案
    存在 $\lambda=-\dfrac14$ 使得 $S_{\triangle ABC}$ 为常数 $1$
    解析
    假设存在常数 $\lambda$ 满足 $k_1\cdot k_2=\lambda$ 时,$S_{\triangle OAB}$ 的面积为定值 $t$($t>0$),现求该定值 $t$,设 $A(x_1,y_1),B(x_2,y_2)$,不妨令 $x_1,x_2>0$,则联立直线 $OA$ 方程 $y=k_1x$ 与椭圆方程可得$$(x_1,y_1)=\left(\dfrac2{\sqrt{1+4k_1^2}},\dfrac{2k_1}{\sqrt{1+4k_1^2}}\right),$$同理可得$$(x_2,y_2)=\left(\dfrac2{\sqrt{1+4k_2^2}},\dfrac{2k_2}{\sqrt{1+4k_2^2}}\right),$$于是由三角形面积坐标公式可得$$\begin{split} S_{\triangle OAB}&=\dfrac12\left|x_1y_2-x_2y_1\right|\\
    &=\dfrac{2\left|k_2-k_1\right|}{\sqrt{1+4k_1^2}\sqrt{1+4k_2^2}}\\
    &=\dfrac{2|k_1-k_2|}{\sqrt{1+4k_1^2+4k_2^2+16\lambda^2}}.\end{split}$$由于$$S_{\triangle OAB}=t,$$所以$$4(k_1^2+k_2^2-2\lambda)=t^2(1+4k_1^2+4k_2^2+16\lambda^2),$$即有$$4(1-t^2)\left(k_1^2+\dfrac1{k_1^2}\right)=(1+16\lambda^2)t^2+8\lambda,$$上式右边为常数,因此只能$$\begin{cases} (1-t^2)=0,\\
    (1+16\lambda^2)t^2+8\lambda=0, \end{cases}$$解得$$(t,\lambda)=\left(1,-\dfrac14\right),$$因此,存在 $\lambda=-\dfrac14$,使得 $S_{\triangle OAB}$ 的面积为定值 $1$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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