(本小题满分14分)
如图,已知椭圆与的中心在坐标原点,长轴均为且在轴上,短轴长分别为, ,过原点且不与轴重合的直线 与,的四个交点按纵坐标从大到小依次为。记,和的面积分别为和。
(Ⅰ)当直线 与轴重合时,若,求的值;
(Ⅱ)当变化时,是否存在与坐标轴不重合的直线,使得?并说明理由。
依题意可设椭圆和的方程分别为:,:。其中,。
(Ⅰ)若直线 与 轴重合,即直线 的方程为,则,,所以。在和的方程中分别令,可得,,,于是。若,则,化简得。由,可解得。故当直线 与轴重合时,若,则。
(Ⅱ)如图,若存在与坐标轴不重合的直线,使得。 根据对称性,不妨设直线:,点到直线的距离分别为,则因为,,所以。又,所以,即。由对称性可知,所以,,于是 ①。将的方程分别与,的方程联立,可求得,。根据对称性可知,,于是 ②,从而由①和②式可得 ③。令,则由,可得,于是由③可解得。因为,所以。于是③式关于有解,当且仅当,等价于由,可解得,,由,解得,所以:
当时,不存在与坐标轴不重合的直线,使得;
当时,存在与坐标轴不重合的直线,使得。
本题主要考查椭圆与直线的位置关系。
(Ⅰ)据题意分别计算出、的值,由即可得的值;
(Ⅱ)据对称性设是本题的关键,然后将的方程与椭圆的方程联立,最后对进行分类讨论是否存在符合题意的直线即可。