题目内容

已知椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的右焦点为F(1,0),设左顶点为A,上顶点为B,且
OF
FB
=
AB
BF
,如图所示.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)已知M,N为椭圆C上两动点,且MN的中点H在圆x2+y2=1上,求原点O到直线MN距离的最小值.
考点:直线与圆锥曲线的综合问题
专题:圆锥曲线中的最值与范围问题
分析:(Ⅰ)由已知条件得A(-a,0),B(0,b),F(1,0),由
OF
FB
=
AB
BF
,推导出b2-a-1=0,由此能求出椭圆方程.
(Ⅱ)分类讨论,设点作差,求出MN的方程,可得原点O到直线MN距离,利用基本不等式,即可得出结论.
解答: 解:(Ⅰ)由题意,A(-a,0),B(0,b),F(1,0),
OF
FB
=
AB
BF

∴b2-a-1=0,
∵b2=a2-1,∴a2-a-2=0,解得a=2,
∴a2=4,b2=3,
∴椭圆E的方程为
x2
4
+
y2
3
=1

(Ⅱ)设M(x1,y1),N(x2,y2),H(x0,y0),则
x12
4
+
y12
3
=1
x22
4
+
y22
3
=1

作差得
(x1+x2)(x1-x2)
4
+
(y1+y2)(y1-y2)
3
=0

①x1=x2时,y1+y2=0,∴H(x0,0),
∵H在圆x2+y2=1上,
∴x0=±1,则原点O到直线MN距离为1;
②x1≠x2时,设直线MN的斜率为k,则
2x0
4
+
2ky0
3
=0

∴3x0+4ky0=0,且x02+y02=1,
∴x02=
16k2
16k2+9
,y02=
9
16k2+9

∴x0y0=-
4
3
ky02=
-12k
16k2+9

设原点O到直线MN距离为d,则
∵MN的方程为y-y0=k(x-x0),即kx-y-kx0+y0=0,
∴d2=
(y0-kx0)2
k2+1
=1-
k2
16k4+25k2+9

k=0时,d2=1;
k≠0时,d2=1-
1
16k2+
9
k2
+25
≥1-
1
49
=
48
49

48
49
<1,
∴d2的最小值为
48
49
,即d的最小值为
4
3
7
,此时k=±
3
2

由①②可知,原点O到直线MN距离的最小值
4
3
7
点评:本题考查椭圆的方程,考查直线与椭圆的位置关系,考查向量知识的运用,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
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