题目内容
【题目】已知椭圆:的左、右焦点分别为,,上顶点为M,过点M且斜率为的直线与交于另一点N,过原点的直线l与交于P,Q两点
(1)求周长的最小值:
(2)是否存在这样的直线,使得与直线平行的弦的中点都在该直线上?若存在,求出该直线的方程:若不存在,请说明理由.
(3)直线l与线段相交,且四边形的面积,求直线l的斜率k的取值范围.
【答案】(1)10;(2)存在满足条件的直线,其方程为;(3).
【解析】
(1)根据椭圆的对称性和椭圆的定义,可知当弦的长度最小值时,的周长取得最小值;
(2)设与直线平行的弦所在的直线方程为,将其代入曲线的方程,根据韦达定理和中点坐标公式可得中点坐标,消去参数可得结果;
(3)设直线l的方程为,代入曲线,解得两个交点坐标,联立直线与曲线的方程,解得的坐标,求出点到直线的距离,然后求出四边形的面积,根据解不等式可得结果.
(1)连接,又直线l过原点,由椭圆的对称性得,
则的周长,
要使得的周长最小,即过原点的弦最短,
由椭圆的性质可知,当弦与的短轴重合时最短,即弦的最小值为4,
则周长的最小值为10.
(2)依题意,设与直线平行的弦所在的直线方程为,与的交点坐标为,,
平行弦中点的坐标为,
联立,化简整理得,
当
即时,平行弦存在,
则,,则,
故存在满足条件的直线,其方程为.
(3)设直线l的方程为,点,.(不妨设),
由消去并化简得,即,,
依题意,直线的方程为,
由,得,解得或,
所以,,所以,,
则.
又l与线段有交点且为四边形,所以,即,
点P,Q到直线的距离分别为,,
则
,
又,即.
化简整理得,,解得,
又,所以.
则所求的直线l的斜率k的取值范围为.
【题目】随着人们生活水平的不断提高,肥胖人数不断增多.世界卫生组织(WHO)常用身体质量指数(BMI)来衡量人体胖瘦成度以及是否健康,其计算公式是.成人的BMI数值标准为:BMI偏瘦;BMI为正常;BMI为偏胖;BMI为肥胖.某研究机构为了解某快递公司员工的身体质量指数,研究人员从公司员工体检数据中,抽取了8名员工(编号1-8)的身高(cm)和体重(kg)数据,并计算得到他们的BMI(精确到0.1)如下表:
编 号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
身高(cm) | 163 | 164 | 165 | 168 | 170 | 172 | 176 | 182 |
体重(kg) | 54 | 60 | 77 | 72 | 68 | ● | 72 | 55 |
BMI(近似值) | 20.3 | 22.3 | 28.3 | 25.5 | 23.5 | 23.7 | 23.2 | 16.6 |
(1)现从这8名员工中选取3人进行复检,记抽取到BMI值为“正常”员工的人数为,求的分布列及数学期望.
(2)研究机构分析发现公司员工的身高(cm)和体重(kg)之间有较强的线性相关关系,在编号为6的体检数据丢失之前调查员甲已进行相关的数据分析,并计算得出该组数据的线性回归方程为,且根据回归方程预估一名身高为180cm的员工体重为71kg,计算得到的其它数据如下:,.
①求的值及表格中8名员工体重的平均值.
②在数据处理时,调查员乙发现编号为8的员工体重数据有误,应为63kg,身高数据无误,请你根据调查员乙更正的数据重新计算线性回归方程,并据此预估一名身高为180cm的员工的体重.
附:对于一组数据,,…,,其回归直线的斜率和截距的最小二乘法估计分别为: ,.