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已知椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0),半焦距为c(c>0),且满足(2a-3c)+(a-c)i=i(其中i为虚数单位),经过椭圆的左焦点F(-c,0),斜率为k1(k1≠0)的直线与椭圆交于A,B两点,O为坐标原点

题目详情
已知椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0),半焦距为c(c>0),且满足(2a-3c)+(a-c)i=i(其中i为虚数单位),经过椭圆的左焦点F(-c,0),斜率为k1(k1≠0)的直线与椭圆交于A,B两点,O为坐标原点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)当k1=1时,求S△AOB的值;
(3)设R(1,0),延长AR,BR分别与椭圆交于C,D两点,直线CD的斜率为k2,求证:
k1
k2
为定值.
▼优质解答
答案和解析
(1)∵(2a-3c)+(a-c)i=i,∴2a-3c=0且a-c=1,∴a=3,c=2
∴b2=a2-c2=5,
故椭圆的方程为
x2
9
+
y2
5
=1;
(2)由(1)知F(-2,0),∴直线AB的方程为y=x+2,
代入椭圆方程,消去y可得14x2+36x-9=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=-
18
7
,x1x2=-
9
14

∴|AB|=
2
|x1-x2|=
30
7

设O点到直线AB的距离为d,则d=
|0−0+2|
2
=
2

∴S△AOB=
1
2
|AB|•d=
1
2
×
30
7
×
2
=
15
2
7

(3)证明:设C(x3,y3),D(x4,y4),
由已知,直线AR的方程为y=
y1
x1−1
(x−1),即x=
x1−1
y1
y+1
代入椭圆方程消去x并整理,得
5−x1
y12
y2+
x1−1
y1
y−4=0
则y1y3=-
4y12
5−x1
,∴y3=
4y1
x1−5

x3=
x1−1
y1
y3+1=
5x1−9
x1−5

∴C(
5x1−9
x1−5
4y1
x1−5

同理D(
5x2−9
x2−5
4y2
x2−5

∴k2=
4y1
x1−5
4y2
x2−5
5x1−9
x1−5
5x2−9
x2−5
=
4y1(x2−5)−4y2(x1−5)
16(x2−x1)

∵y1=k1(x1+2),y2=k1(x2+2),
∴k2=
4k1(x1+2)(x2−5)−4k2(x2+2)(x1−5)
16(x2−x1)
=
7k1(x2−x1)
4(x2−x1)
=
7k1
4

k1
k2
=
4
7