Question

已知椭圆的中心在坐标原点O，焦点在x轴上，椭圆的短轴端点和焦点所组成的四边形为正方形，两准线间的距离为1．
（Ⅰ）求椭圆的方程；
（Ⅱ）直线l过点P（0，2）且与椭圆相交于A、B两点，当△AOB面积取得最大值时，求直线l的方程．

Answer

（Ⅰ）先设出椭圆标准方程，根据题意可知b=c，根据准线方程求得c和a的关系，进而求得a，b和c，则椭圆方程可得．
（Ⅱ）设出直线l的方程和A，B的坐标，进而把直线方程与椭圆方程联立，消去y，根据判别式大于0求得k的范围，根据韦达定理求得x1+x2，x1x2的表达式，表示出|AB|，求得原点到直线的距离，进而表示出三角形的面积，两边平方根据一元二次方程，建立关于S的不等式，求得S的最大值，进而求得k，则直线方程可得．
【解析】
设椭圆方程为
（Ⅰ）由已知得
∴所求椭圆方程为．
（Ⅱ）由题意知直线l的斜率存在，设直线l的方程为y=kx+2，A（x1，y1），B（x2，y2）
由，消去y得关于x的方程：
（1+2k2）x2+8kx+6=0
由直线l与椭圆相交于A、B两点，
∴△＞0⇒64k2-24（1+2k2）＞0
解得
又由韦达定理得
∴=
原点O到直线l的距离
∵．
对两边平方整理得：4S2k4+4（S2-4）k2+S2+24=0（*）
∵S≠0，
整理得：
又S＞0，∴
从而S△AOB的最大值为，
此时代入方程（*）得4k4-28k2+49=0∴
所以，所求直线方程为：．