如图,已知椭圆Γ:(a>b>0)的左、右焦点分别是F1(-c,0)、F2(c,0),Q是椭圆外的一个动点,满足||=2a.点P是线段F1Q与该椭圆的交点,点M在线段F

发布时间:2020-07-31 09:23:19

如图,已知椭圆Γ:(a>b>0)的左、右焦点分别是F1(-c,0)、F2(c,0),Q是椭圆外的一个动点,满足||=2a.点P是线段F1Q与该椭圆的交点,点M在线段F2Q上,且满足?=0,||≠0.
(Ⅰ)求点M的轨迹C的方程;
(Ⅱ)设不过原点O的直线l与轨迹C交于A,B两点,若直线OA,AB,OB的斜率依次成等比数列,求△OAB面积的取值范围.

网友回答

解:(Ⅰ)设M(x,y)为轨迹C上的任意一点.
当||=0时,点(a,0)和点(-a,0)在轨迹C上.
当||≠0且||≠0时,由?=0,得⊥.
又||=||,所以M为线段F2Q的中点.在△QF1F2中,||=||=a,所以有x2+y2=a2.
综上所述,点M的轨迹C的方程是x2+y2=a2.
(Ⅱ)由题意可知,直线l的斜率存在且不为0,故可设直线l的方程为y=kx+m(m≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),
由消去y并整理,得(1+k2)x2+2kmx+m2-a2=0,
则△=4k2m2-4(1+k2)(m2-a2)=4(k2a2+a2-m2)>0,且x1+x2=,x1x2=.
∴y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2.
∵直线OA,AB,OB的斜率依次成等比数列,∴?==k2,即+m2=0,
又m≠0,
∴k2=1,即k=±1.
设点O到直线l的距离为d,则d=,
∴S△OAB=|AB|d=|x1-x2|?=|x1-x2||m|=.
由直线OA,OB的斜率存在,且△>0,得0<m2<2a2且m2≠a2,
∴0<<=a2.
故△OAB面积的取值范围为(0,a2)
解析分析:(Ⅰ)设M(x,y)为轨迹C上的任意一点,分类讨论,利用?=0,||≠0,即可求点M的轨迹C的方程;(Ⅱ)由题意可知,直线l的斜率存在且不为0,可设直线l的方程,代入圆的方程,利用韦达定理及直线OA,AB,OB的斜率依次成等比数列,可求直线方程,从而可求△OAB面积,进而可得△OAB面积的取值范围.

点评:本题考查椭圆的标准方程,考查直线与圆的位置关系,考查求三角形的面积,考查类比思想,解题的关键是挖掘隐含条件,正确表示三角形的面积,属于中档题.
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