1. 讨论直线 $l$ 的斜率并设出直线方程
设 A(x1,y1),B(x2,y2),若直线 l 的斜率为 0,则直线 l 为 x 轴,此时 O,A,B 三点共线,无法构成四边形。
因此直线 l 的斜率不为 0,可设直线 l 的方程为 x=my+1.
2. 将直线方程代入椭圆方程并用韦达定理表示坐标和
联立直线与椭圆方程:
⎩⎨⎧x=my+12x2+y2=1⟹(my+1)2+2y2=2⟹(m2+2)y2+2my−1=0
判别式 Δ=4m2−4(m2+2)(−1)=8m2+8>0 恒成立。
根据韦达定理:
y1+y2=−m2+22m
则 x1+x2=m(y1+y2)+2=−m2+22m2+2=m2+24.
3. 利用平行四边形条件表示点 $P$ 坐标
若四边形 OAPB 为平行四边形,则由向量加法的平行四边形法则可知,对角线互相平分,即 OP=OA+OB。
设 P(x0,y0),则:
x0=x1+x2=m2+24
y0=y1+y2=−m2+22m
4. 由点 $P$ 在椭圆上建立关于 $m$ 的方程并求解
由于点 P(x0,y0) 在椭圆 C 上,其坐标满足椭圆方程:
2x02+y02=1⟹x02+2y02=2
代入 x0,y0 的表达式得:
(m2+24)2+2(−m2+22m)2=2
(m2+2)216+8m2=2⟹(m2+2)28(m2+2)=2⟹m2+28=2
解得 m2+2=4⟹m2=2⟹m=±2。
5. 得出结论并写出直线方程
由于存在实数 m=±2,所以四边形 OAPB 能为平行四边形。
此时直线 l 的方程为 x−2y−1=0 或 x+2y−1=0.
答案四边形OAPB能为平行四边形,此时直线l的方程为x−2y−1=0或x+2y−1=0