题目内容
【题目】在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C的方程为,设AB是过椭圆C中心O的任意弦,l是线段AB的垂直平分线,M是l上与O不重合的点.
(1)求以椭圆的焦点为顶点,顶点为焦点的双曲线方程;
(2)若,当点A在椭圆C上运动时,求点M的轨迹方程;
(3)记M是l与椭圆C的交点,若直线AB的方程为,当面积取最小值时,求直线AB的方程;
【答案】(1);(2);(3).
【解析】
(1)根据椭圆方程确定双曲线方程的,,即可求出双曲线方程;
(2)设,根据,建立,的关系即可求出点M的轨迹方程;
(3)根据题设条件,建立关于斜率的表达式,利用面积最小值求出斜率,进而求出直线AB的方程.
(1)由题知椭圆C的方程为,
则椭圆的,,,
所以椭圆的左焦点和左顶点的坐标分别为,,
设双曲线方程为,
根据题中条件有双曲线方程的,,,
所以双曲线方程为.
(2)设,,
由题知,,
有,
因为点在椭圆上,
有,
所以点的轨迹方程为.
(3)由题知,,
联立,
解得,,
所以,
,
因为是线段AB的垂直平分线,
所以,
联立,
解得,,
所以,
所以,
整理得,
当且仅当时等号成立,
等号成立时面积最小,即,
所以当面积取最小值时,直线AB的方程为.
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