题目内容
| x2 |
| a2 |
| y2 |
| b2 |
| OF |
| FB |
| AB |
| BF |
(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
•
=
•
,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.
| OF |
| FB |
| AB |
| BF |
(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),
∵
•
=
•
,
∴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
+
=1;
(Ⅱ)设M(x1,y1),N(x2,y2),H(x0,y0),则
+
=1,
+
=1,
作差得
+
=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
+
=0,
∴3x0+4ky0=0,且x02+y02=1,
∴x02=
,y02=
,
∴x0y0=-
ky02=
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=
=1-
,
k=0时,d2=1;
k≠0时,d2=1-
≥1-
=
∵
<1,
∴d2的最小值为
,即d的最小值为
,此时k=±
,
由①②可知,原点O到直线MN距离的最小值
.
∵
| 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 |
(Ⅱ)设M(x1,y1),N(x2,y2),H(x0,y0),则
| x12 |
| 4 |
| y12 |
| 3 |
| x22 |
| 4 |
| y22 |
| 3 |
作差得
| (x1+x2)(x1-x2) |
| 4 |
| (y1+y2)(y1-y2) |
| 3 |
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 |
∴3x0+4ky0=0,且x02+y02=1,
∴x02=
| 16k2 |
| 16k2+9 |
| 9 |
| 16k2+9 |
∴x0y0=-
| 4 |
| 3 |
| -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 |
| k2 |
| 16k4+25k2+9 |
k=0时,d2=1;
k≠0时,d2=1-
| 1 | ||
16k2+
|
| 1 |
| 49 |
| 48 |
| 49 |
∵
| 48 |
| 49 |
∴d2的最小值为
| 48 |
| 49 |
4
| ||
| 7 |
| ||
| 2 |
由①②可知,原点O到直线MN距离的最小值
4
| ||
| 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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| π |
| 6 |
| 3 |
| 8 |
A、-
| ||
B、
| ||
C、-
| ||
D、
|