Question

13．已知點(diǎn)M是橢圓C：$\frac{{x}^{2}}{{a}^{2}}$+$\frac{{y}^{2}}{^{2}}$=1（a＞b＞0）上的一點(diǎn)，F(xiàn)₁，F(xiàn)₂分別為C的左右焦點(diǎn)，|F₁F₂|=2$\sqrt{3}$，∠F₁MF₂=60°，△F₁MF₂的面積為$\frac{\sqrt{3}}{3}$．
（Ⅰ）求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程；
（Ⅱ）設(shè)過(guò)橢圓右焦點(diǎn)F₂的直線(xiàn)l和橢圓交于兩點(diǎn)A，B，是否存在直線(xiàn)l，使得△OAF₂的面積與△OBF₂的面積的比值為2？若存在，求出直線(xiàn)l的方程；若不存在，說(shuō)明理由．

Answer 1

分析 （Ⅰ）在△F₁MF₂中，△F₁MF₂的面積為$\frac{\sqrt{3}}{3}$．推出|MF₁||MF₂|=$\frac{4}{3}$．由余弦定理，得到|MF₁|+|MF₂|=4．求出a，b即可求解橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程．
（Ⅱ）△OAF₂的面積與△OBF₂的面積的比值為2等價(jià)于$\frac{A{F}_{2}}{B{F}_{2}}=2$，則$\overrightarrow{A{F}_{2}}=2\overrightarrow{{F}_{2}B}$．設(shè)A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），推出y₁=-2y₂．（1）設(shè)直線(xiàn)l的方程為：x=ky+$\sqrt{3}$，由$\left\{\begin{array}{l}{\frac{{x}^{2}}{4}+{y}^{2}=1}\\{x=ky+\sqrt{3}}\end{array}\right.$，利用韋達(dá)定理，求出k，即可推出結(jié)果．

解答 解：（Ⅰ）在△F₁MF₂中，△F₁MF₂的面積為$\frac{\sqrt{3}}{3}$．
可得$\frac{1}{2}|M{F}_{1}||M{F}_{2}|sin60°=\frac{\sqrt{3}}{3}$，
得|MF₁|•|MF₂|=$\frac{4}{3}$．
由余弦定理，$|{{F}_{1}{F}_{2}|}^{2}=|M{F}_{1}{|}^{2}+|M{F}_{2}{|}^{2}-2|M{F}_{1}||M{F}_{2}|cos60°$
=$（|M{F}_{1}|+|M{F}_{2}|）^{2}-2|M{F}_{1}||M{F}_{2}|（1+cos60°）$，
則|MF₁|+|MF₂|=4．
故2a=|MF₁||MF₂|，即a=2，b²=a²-c²=1，
橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為：$\frac{{x}^{2}}{4}+{y}^{2}=1$．
（Ⅱ）△OAF₂的面積與△OBF₂的面積的比值為2等價(jià)于$\frac{A{F}_{2}}{B{F}_{2}}=2$，則$\overrightarrow{A{F}_{2}}=2\overrightarrow{{F}_{2}B}$．
設(shè)A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），故（$\sqrt{3}-$x₁，-y₁）=2（x₂-$\sqrt{3}$，y₂），
則y₁=-2y₂．（1）
設(shè)直線(xiàn)l的方程為：x=ky+$\sqrt{3}$，
由$\left\{\begin{array}{l}{\frac{{x}^{2}}{4}+{y}^{2}=1}\\{x=ky+\sqrt{3}}\end{array}\right.$，消x并整理得（4+k²）y²+2$\sqrt{3}ky$-1=0，
則y₁+y₂=-$\frac{2\sqrt{3}k}{4+{k}^{2}}$，（2）
y₁y₂=-$\frac{1}{4+{k}^{2}}$（3）
由（1）（2）（3）得，k=±$\frac{2\sqrt{23}}{23}$，
即存在直線(xiàn)x=±$\frac{2\sqrt{23}}{23}$y+$\sqrt{3}$，使得△OAF₂的面積與△OBF₂的面積之比為2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查直線(xiàn)與橢圓的位置關(guān)系的綜合應(yīng)用，橢圓方程的求法，考查轉(zhuǎn)化思想以及計(jì)算能力．