(1)由题设根据准线`x=a^2/c`即`e=c/a`可求出a,b,c;
(2)求出椭圆方程后,将其与直线方程联立,转化为关于x或y的一元二次方程的一般式,再利用根与系数的关系及弦长公式求出AB中点坐标及|AB|的长度.
(3)设`A(x_1,y_1),B(x_2,y_2)`,则`vec(OA)vec(OB)=0hArrvec(OA)_|_vec(OB)hArrx_1x_2+y_2y_1=0`,从而联立直线与椭圆的方程,再利用根与系数的关系求出`e`与`a`的关系,最后根据`root()(3)/3<=e<=root()(2)/2`,求出`a`的范围,即可得到长轴长`2a`的范围. |
解:(1)设`A(x_1,y_1),B(x_2,y_2)`,由已知得`a^2/c=3`,`c/a=root()(3)/3`,解得`a=root()(3),c=1`,所以椭圆方程为`x^2/3+y^2/2=1`.
由`{(x^2/3+y^2/2=1),(x+y-1=0):}`,得`5x_2-6x-3=0`,所以`x_1+x_2=6/5,x_1x_2=-3/5`.故`|AB|=root()(2)|x_1-x_2|=root()(2)root()((x_1+x_2)^2-4x_1x_2)=(8root()(3))/5`.
由`x_1+x_2=6/5`,得`AB`的中点的横坐标为`3/5`,代入直线方程,得`AB`的中点的纵坐标为`2/5`,即
`AB`的中点的坐标为`(3/5,2/5)` (2)由`{(b^2x^2+a^2y^2=a^2b^2),(x+y-1=0):}`,消去`y`得`(a^2+b^2)x^2-2a^2x+a^2(1-b^2)=0`
由题意得`Delta=4a^2b^2(a^2+b^2-1)>0`,即`a^2+b^2>1`,(*)
此时,`x_1+x_2=(2a^2)/(a^2+b^2)`,`x_1x_2=(a^2(1-b^2))/(a^2+b^2)`①
由`vec(OA)*vec(OB)=0`,得`x_1x_2+y_2y_1=0`
又`y_1=1-x_1`,`y_2=1-x_2`
所以`2x_1x_2-(x_1+x_2)+1=0`②
将①代入②,得`a^2+b^2-2a^2b^2=0`
由`e^2=c^2/a^2=(a^2-b^2)/a^2`,得`b^2=a^2-a^2e^2`,
代入上式,整理得:`2a^2=(2-e^2)/(1-e^2)=1+1/(1-e^2)`
由已知得`1/3<=e^2<=1/2`,所以`5/4<=a^2<=3/2`,满足(*)式的条件.
所以`root()(5)<=2a<=root()(6)`
即椭圆长轴长的取值范围是`[root()(5),root()(6)]`
评注:(1)使用弦长公式时应注意:若直线与圆锥曲线联立后转化的是关于x的一元二次方程,则用公式`root()(1+k^2)|x_1-x_2|`;若转化的是关于y的一元二次方程,则用公式`root()(1+1/k^2)|y_1-y_2|`
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(2)向量与解析几何综合时,应注意将向量描述的内容转化为代数形式. |