如图,椭圆=1(a>b>0)的一个焦点是F(1,0),O为坐标原点.
(Ⅰ)已知椭圆短轴的两个三等分点与一个焦点构成正三角形,求椭圆的方程;
(Ⅱ)设过点F的直线l交椭圆于A、B两点.若直线l绕点F任意转动,值有|OA|2+|OB|2<|AB|2,求a的取值范围.
网友回答
解:(Ⅰ)设M,N为短轴的两个三等分点,
因为△MNF为正三角形,所以,
即1=,解得a2=b2+1=4,因此,椭圆方程为
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2).
(ⅰ)当直线AB与x轴重合时,
|OA|2+|OB|2=2a2,|AB|2=4a2(a2>1),
因此,恒有|OA|2+|OB|2<|AB|2.
(ⅱ)当直线AB不与x轴重合时,
设直线AB的方程为:,
整理得(a2+b2m2)y2+2b2my+b2-a2b2=0,
所以
因为恒有|OA|2+|OB|2<|AB|2,所以∠AOB恒为钝角.
即恒成立.
x1x2+y1y2=(my1+1)(my2+1)+y1y2=(m2+1)y1y2+m(y1+y2)+1
=
=
又a2+b2m2>0,所以-m2a2b2+b2-a2b2+a2<0对m∈R恒成立,
即a2b2m2>a2-a2b2+b2对m∈R恒成立.
当m∈R时,a2b2m2最小值为0,所以a2-a2b2+b2<0.
a2<a2b2-b2,a2<(a2-1)b2=b4,
因为a>0,b>0,所以a<b2,即a2-a-1>0,
解得a>或a<(舍去),即a>,
综合(i)(ii),a的取值范围为(,+∞).
解析分析:(Ⅰ)设M,N为短轴的两个三等分点,因为△MNF为正三角形,所以,由此能够推导出椭圆方程.(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2).(ⅰ)当直线AB与x轴重合时,由题意知恒有|OA|2+|OB|2<|AB|2.(ⅱ)当直线AB不与x轴重合时,设直线AB的方程为:x=my+1,代入,由题设条件能够推导出=(x1,y1)?(x2,y2)=x1x2+y1y2<0恒成立.由此入手能够推导出a的取值范围.
点评:本题主要考查直线与椭圆的位置关系,不等式的解法等基本知识,考查运算能力和综合解题能力.解题时要注意运算能力的培养.