解题思路:(1)据两向量共线的充要条件得两向量共线,据两线平行斜率相等,设出直线方程与曲线方程联立,利用韦达定理代入得证.(2)利用弦长公式得到斜率与截距的关系,据四边形为两个三角形面积的和表示出面积,转化为求函数的最大值.
(1)∵
AB=λ
CD,∴
AB∥
CD
①直线AB的斜率不存在时,
设方程为x=m(|m|>1),
设A(m,y1),则B(m,-y1)且m2-y12=1
∴
OA•
OB=m2-y12=1同理
OC•
OD=1
∴
OA•
OB=
OC•
OD
②直线AB斜率存在时,设方程为y=kx+b
与x2-y2=1联立得(1-k2)x2-2kbx-b2-1=0
设A(x1,y1)B(x2,y2)则x1+x2=
2kb
1−k2,x1x2=
b2+1
k2−1
则
OA•
OB=x1x2+y1y2=x1x2+(kx1+b)(kx2+b)=(1+k2)x1x2+kb(x1+x2)+b2=
k2+1
k2−1
∵AB∥CD∴直线CD与直线AB斜率相等,同理
OC•
OD=
k2+1
k2−1
∴
OA•
OB=
OC•
OD综上,
OA•
OB=
OC•
OD
(2)AB斜率存在时,4=|AB|2=(1+k2)[(x1+x2)2-4x1x2]
由(1)②得b2=
2k2(k2−1)
1+k2∵x1•x2>0∴k2>1,设P(x0,y0),则x0=
1
2(x1+x2)=
kb
1−k2y0=kx0+b=
b
1−k2∴S=
|x0−y0|
2•
|x0+y0|
2=
1
2•
b2
k2−1=1−
1
1+k2
∵k2>1∴
1
2<S<1;AB斜率不存在时,易得S=1
综上,四边形OMPN面积的最大值为1.
点评:
本题考点: 平行向量与共线向量;直线与圆锥曲线的综合问题.