直线y=kx+1与椭圆x^2+y^2/4=1交与A、B两点 ,k为何值时OA垂直OB,此时︳AB︳是多少

问题描述:

直线y=kx+1与椭圆x^2+y^2/4=1交与A、B两点 ,k为何值时OA垂直OB,此时︳AB︳是多少
1个回答 分类:数学 2014-09-25

问题解答:

我来补答
∵A、B是直线y=kx+1与椭圆x^2+y^2/4=1的交点,∴A、B都在直线y=kx+1上,
∴可令A的坐标为(a,ka+1),B的坐标为(b,kb+1).
联立y=kx+1、x^2+y^2/4=1,消去y,得:x^2+(kx+1)^2/4=1,
∴4x^2+(k^2x^2+2kx+1)=4,∴(4+k^2)x^2+2kx-3=0.
显然,a、b是方程(4+k^2)x^2+2kx-3=0的两根,由韦达定理,有:
a+b=-2k/(4+k^2)、 ab=-3/(4+k^2).
OA的斜率=(ka+1)/a, OB的斜率=(kb+1)/b.
∵OA⊥OB,∴[(ka+1)/a][(kb+1)/b]=-1,
∴(ka+1)(kb+1)=-ab, ∴k^2ab+k(a+b)+1=-ab,
∴k^2[-3/(4+k^2)]+k[-2k/(4+k^2)]+1=3/(4+k^2),
∴-3k^2-2k^2+(4+k^2)=3, ∴4k^2=1, ∴k^2=1/4, ∴k=±1/2.
此时,a+b=-2(±1/2)/(4+1/4)=±1/(17/4)=±4/17.
   ab=-3/(4+1/4)=-12/17.
∴|AB|^2=(a-b)^2+[(ka+1)-(kb+1)]^2
=(a-b)^2+k^2(a-b)^2=(1+k^2)(a-b)^2=(1+1/4)[(a+b)^2-4ab]
=(5/4)[(±4/17)^2-4×(-12/17)]=20×(1+3×17)/17^2=4×5×16×2/17^2,
∴|AB|=2×4√10/17=8√10/17.
∴当k=±1/2时,OA⊥OB,此时|AB|为8√10/17.
 
 
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