问题标题:
【椭圆方程已知椭圆C:x²/a²+y²/b²=1(a>b>0)经过点M(1,3/2),其离心率为1/2,设直线l:y=kx+m(|k|≤1/2)与椭圆C相交于A,B两点,以线段OA,OB为邻边作平行四边形OPAB,其中顶点P在椭】
问题描述:
椭圆方程
已知椭圆C:x²/a²+y²/b²=1(a>b>0)经过点M(1,3/2),其离心率为1/2,设直线l:y=kx+m(|k|≤1/2)与椭圆C相交于A,B两点,以线段OA,OB为邻边作平行四边形OPAB,其中顶点P在椭圆上,O为坐标原点,求|OP|的取值范围
李元平回答:
椭圆e=c/a=1/2=√(1-b²/a²),a²=4b²/3;
将点M(1,3/2)代入椭圆C方程:1²/a²+(3/2)²/b²=1,再将a²=4b²/3代入此式中得3/b²=1,所以b=√3;
a=2√3;——椭圆C方程:x²/12+y²/3=1;
若直线l:y=kx+m与C交与A、B两点,则:x²/12+(kx+m)²/3=1;①
方程①的两根之和:x1+x2=-(2km/3)/(1/12+k²/3)=-8km/(1+4k²),因为AB和OP互相平分,此值等于P点横坐标;
P点纵坐标亦可由直线l求出:yp=2*[k*(x1+x2)/2+m]=-8k²m/(1+4k²)+2m;
因P位于椭圆C上,其坐标满足C方程:[-8km/(1+4k²)]²/12+[-8k²m/(1+4k²)+2m]²/3=1;②
|OP|²=[-8km/(1+4k²)]²+[-8k²m/(1+4k²)+2m]²=3[-8km/(1+4k²)]²/4+3;{利用②式简化}
|OP|²=48k²m²/(1+4k²)²+3;③
|OP|最小值是√3=b;
当l:AB斜率较小时,P点比较靠近y纵轴;当斜率(绝对值)变大时,|OP|随着增加;
将最大|k|=1/2,代入②式可求的m:(-4m)²/12+m²/3=1,m²=3/5,代入③式得:
最大|OP|=√{48*(1/2)²*(3/5)/[1+4*(1/2)²]²+3}=√(24/5)=2√30/5;
故若|k|≦1/2,√3≦|OP|≦2√30/5;
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