1. 设出点 $T$ 的坐标并表示直线 $PQ$ 的方程
由 (Ⅰ) 可得 F(−2,0)。
设 T(−3,m),则直线 TF 的斜率为 kTF=−3−(−2)m−0=−m。
因为 TF⊥PQ,且直线 PQ 过点 F(−2,0),所以可设直线 PQ 的方程为 x=my−2(此方程在 m=0 时表示垂直于 x 轴的直线,同样适用)。
2. 联立直线与椭圆方程并写出根与系数的关系
将直线 x=my−2 代入椭圆方程 x2+3y2=6,整理可得:
(m2+3)y2−4my−2=0。
显然 Δ=16m2−4(m2+3)(−2)=24m2+24>0 恒成立。
设 P(x1,y1),Q(x2,y2),由韦达定理得:
y1+y2=m2+34m,y1y2=m2+3−2。
从而可以计算:
x1+x2=m(y1+y2)−4=m2+3−12。
3. 利用平行四边形性质确定 $m$ 的值
因为四边形 OPTQ 是平行四边形(顶点顺序为 O,P,T,Q),根据平行四边形的向量相加性质:
OP+OQ=OT,
所以 (x1+x2,y1+y2)=(−3,m)。
由 x1+x2=m2+3−12=−3,解得 m2=1,即 m=±1。
此时验证 y1+y2=m2+34m=4±4=±1=m 成立。
因此 m=±1。
4. 计算平行四边形 $OPTQ$ 的面积
平行四边形 OPTQ 的面积可由顶点坐标行列式公式给出:
S=∣x1y2−x2y1∣。
将 x1=my1−2,x2=my2−2 代入上式,得:
x1y2−x2y1=(my1−2)y2−(my2−2)y1=2(y1−y2)。
所以 S=2∣y1−y2∣=2(y1+y2)2−4y1y2。
将 m2=1 代入,得 y1+y2=±1,y1y2=−21。
故 S=21−4(−21)=23。