Question

已知：圓x²+y²=1過橢圓

x2

a2

+

y2

b2

=1(a＞b＞0)的兩焦點，與橢圓有且僅有兩個公共點：直線y=kx+m與圓x²+y²=1相切，與橢圓

x2

a2

+

y2

b2

=1相交于A，B兩點記λ=

OA

•

OB

，且

2

3

≤λ≤

3

4

．
（Ⅰ）求橢圓的方程；
（Ⅱ）求k的取值范圍；
（Ⅲ）求△OAB的面積S的取值范圍．

Answer 1

解；（Ⅰ）由題意知，橢圓的焦距2c=2∴c=1
又∵圓x²+y²=1與橢圓有且僅有兩個公共點，∴b=1，∴a=

2

∴圓的方程為

x2

2

+y2=1
（Ⅱ）∵直線y=kx+m與圓x²+y²=1相切，∴原點O到直線的距離

|m|

1+k2

=1，即m²=k²+1
把直線y=kx+m代入橢圓

x2

2

+y2=1，可得（1+2k²）x²+4kmx+2m²-2=0
設A（x₁，y₁），B（x₁，y₂），則

x1+x2=- 4km 2k2+1 x1x2= 2(m2-1) 2k2+1

λ=

OA

•

OB

=x₁x₂+y₁y₂=（1+k²）x₁x₂+km（x₁+x₂）+m²
=（1+k²）

2(m2-1)

2k2+1

-

4k2m2

2k2+1

+m²
∵

2

3

≤λ≤

3

4

，∴

2

3

≤

k2 +1

2k2+1

≤

3

4

，解得，

1

2

≤k²≤1
∴k的取值范圍是[-1，-

2

2

]∪[

2

2

，1]；
（Ⅲ）|AB|²=（x₁-x₂）²+（y₁-y₂）²=（1+k²）（x₁-x₂）²
=（1+k²）[(-

4km

2k2+1

)2-4

2(m2-1)

2k2+1

]=（1+k²）[

16k2(k2+1)

(2k2+1)2

-

8k2

2k2+1

]
=（1+k²）

8k2

(2k2+1)2

=2-

2

(2k2+1)2

S_△OAB²=

1

4

|AB|²×1=

1

4

（2-

2

(2k2+1)2

）
∵

1

2

≤k²≤1，∴

2

9

≤

2

(2k2+1)2

≤

1

2

∴

3

2

≤2-

2

(2k2+1)2

≤

16

9

，∴

3

8

≤

1

4

(2-

2

(2k2+1)2

)≤

4

9

即

3

8

≤S_△OAB²=≤

4

9

∴

6

4

≤S_△OAB≤

2

3

∴△OAB的面積S的取值范圍為[

6

4

，

2

3

]