Question

直线y=kx+m（m≠0）与椭圆相交于A，C两点，O是坐标原点．
（Ⅰ）当点B的坐标为（0，1），且四边形OABC为菱形时，求AC的长；
（Ⅱ）当点B在W上且不是W的顶点时，证明：四边形OABC不可能为菱形．

Answer

（I）先根据条件得出线段OB的垂直平分线方程为y=，从而A、C的坐标为（，），根据两点间的距离公式即可得出AC的长；
（II）欲证明四边形OABC不可能为菱形，只须证明若OA=OC，则A、C两点的横坐标相等或互为相反数．设OA=OC=r，则A、C为圆x2+y2=r2与椭圆的交点，从而解得，则A、C两点的横坐标相等或互为相反数．于是结论得证．
【解析】
（I）∵点B的坐标为（0，1），当四边形OABC为菱形时，AC⊥OB，而B（0，1），O（0，0），
∴线段OB的垂直平分线为y=，
将y=代入椭圆方程得x=±，
因此A、C的坐标为（，），如图，
于是AC=2．
（II）欲证明四边形OABC不可能为菱形，利用反证法，假设四边形OABC为菱形，则有OA=OC，
设OA=OC=r，则A、C为圆x2+y2=r2与椭圆的交点，
故，x2=（r2-1），则A、C两点的横坐标相等或互为相反数．
从而得到点B是W的顶点．这与题设矛盾．
于是结论得证．