题目内容
【题目】设椭圆
的离心率
,左顶点
到直线
的距离
,
为坐标原点.
(Ⅰ)求椭圆
的方程;
(Ⅱ)设直线
与椭圆
相交于
两点,若以
为直径的圆经过坐标原点,证明:点
到直线
的距离为定值;
(III)在(Ⅱ)的条件下,试求
的面积
的最小值.
【答案】(1)
;(2)定值为
;(3)![]()
【解析】
试题(1)根据题目条件建立a,b,c的两个方程,可求得椭圆的标准方程;(2)以AB为直径的圆经过坐标原点,等价于OA⊥OB,再转换为x1x2+y1y2=0,结合A、B是直线与椭圆的公共点,可得原点到直线的距离为定值;(3)结合(2),将三角形的面积表示为直线斜率的函数关系式,利用二次函数的性质可求的面积的最小值.
试题解析:(1)由e=
,得c=
a,又b2=a2-c2,所以b=
a,即a=2b.
由左顶点M(-a,0)到直线
,即bx+ay-ab=0的距离d=
,
得
,即
,
把a=2b代入上式,得
,解得b=1.所以a=2b=2,c=
.
所以椭圆C的方程为
. 3分
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),
①当直线AB的斜率不存在时,则由椭圆的对称性,可知x1=x2,y1=-y2.
因为以AB为直径的圆经过坐标原点,故
=0,
即x1x2+y1y2=0,也就是
,
又点A在椭圆C上,所以
,
解得|x1|=|y1|=
.
此时点O到直线AB的距离d1=|x1|=
.
②当直线AB的斜率存在时,
设直线AB的方程为y=kx+m,
与椭圆方程联立有![]()
消去y,得(1+4k2)x2+8kmx+4m2-4=0
所以![]()
因为以AB为直径的圆经过坐标原点O,所以OA⊥OB
于是
=x1x2+y1y2=0,
所以(1+k2)x1x2+km(x1+x2)+m2=0
所以![]()
整理得:5m2=4(k2+1)
所以点O到直线AB的距离d1=
.
综上所述,点O到直线AB的距离为定值
. 8分
(3)设直线OA的斜率为k0.
当k0≠0时,
则OA的方程为y=k0x,OB的方程为
,
联立
得
同理可求得![]()
故△AOB的面积为S=
=2
.
令1+
=t(t>1),
则S=2
=2
,
令g(t)=
(t>1),所以4<g(t)≤
.所以
≤S<1.
当k0=0时,可求得S=1,
故
≤S≤1,故S的最小值为
. 13分
【题目】“微信运动”是一个类似计步数据库的公众帐号,用户只需以运动手环或手机协处理器的运动教据为介,然后关注该公众号,就能看见自己与好友每日行走的步数,并在同一排行榜上得以体现,现随机选取朋友圈中的50人记录了他们某一天的走路步数,并将数据整理如下:
![]()
规定:人一天行走的步数超过8000步时被系统评定为“积极性”,否则为“懈怠性”.
(1)填写下面列联表(单位:人),并根据列联表判断是否有
的把握认为“评定类型与性别有关”;
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附:
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(2)为了进一步了解“懈怠性”人群中每个人的生活习惯,从步行在
的人群中再随机抽取3人,求选中的人中男性人数超过女性人数的概率.