题目内容
已知曲线C1:(a>b>0)所围成的封闭图形的面积为,曲线C1的内切圆半径为,记C2为以曲线C1与坐标轴的交点为顶点的椭圆。
(1)求椭圆C2的标准方程;
(2)设AB是过椭圆C2中心的任意弦,l是线段AB的垂直平分线,M是l上异于椭圆中心的点。
(i)若|MO|=λ|OA|(O为坐标原点),当点A在椭圆C2上运动时,求点M的轨迹方程;
(ii)若M是l与椭圆C2的交点,求△AMB的面积的最小值。
(1)求椭圆C2的标准方程;
(2)设AB是过椭圆C2中心的任意弦,l是线段AB的垂直平分线,M是l上异于椭圆中心的点。
(i)若|MO|=λ|OA|(O为坐标原点),当点A在椭圆C2上运动时,求点M的轨迹方程;
(ii)若M是l与椭圆C2的交点,求△AMB的面积的最小值。
解:(1)由题意得
又
解得,
因此所求椭圆的标准方程为。
(2)(i)假设AB所在的直线斜率存在且不为零,设AB所在直线方程为,
解方程组得,
所以
设,由题意知,
所以,
即,
因为l是AB的垂直平分线,
所以直线l的方程为,
即,
因此,
又,
所以,
故
又当或不存在时,上式仍然成立
综上所述,M的轨迹方程为。
(2)当k存在且时,由(i)得,,
由解得,,
所以,,
由于
,
当且仅当时等号成立,即时等号成立,
此时面积的最小值是
当,
当k不存在时,
综上所述,的面积的最小值为。
又
解得,
因此所求椭圆的标准方程为。
(2)(i)假设AB所在的直线斜率存在且不为零,设AB所在直线方程为,
解方程组得,
所以
设,由题意知,
所以,
即,
因为l是AB的垂直平分线,
所以直线l的方程为,
即,
因此,
又,
所以,
故
又当或不存在时,上式仍然成立
综上所述,M的轨迹方程为。
(2)当k存在且时,由(i)得,,
由解得,,
所以,,
由于
,
当且仅当时等号成立,即时等号成立,
此时面积的最小值是
当,
当k不存在时,
综上所述,的面积的最小值为。
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