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  • 已知橢圓C:x^2/4+y^2=1,直線l與橢圓C相交于A,B兩點(diǎn),向量OA*向量OB=0(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),問:

    已知橢圓C:x^2/4+y^2=1,直線l與橢圓C相交于A,B兩點(diǎn),向量OA*向量OB=0(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),問:
    (1)探究:點(diǎn)O到直線AB的距離是否為定值,若是,求處該定值,若不是,說明理由
    (2)求|OA|*|OB|的最小值?
    數(shù)學(xué)人氣:194 ℃時間:2019-09-09 18:34:46
    優(yōu)質(zhì)解答
    當(dāng)直線l沒有斜率時,
    設(shè)l:x=t,代入橢圓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的距離為2√5/5
    當(dāng)直線l有斜率時,
    設(shè)l:y=kx+m代入橢圓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
    設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2)
    則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的距離d=|m|/√(k²+1)=2√5/5
    ∴點(diǎn)O到直線AB的距離為定值2√5/5
    (2)
    k不存在時,|OA|*|OB|=8/5
    k存在時,
    根據(jù)面積公式:
    |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時,|AB|取得最小值4/√5
    ∴|OA|*|OB|=|AB|*d≥4/√5*2√5/5=8/5
    即|OA|*|OB|的最小值為8/5
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