题目内容
已知椭圆E:
+
=1(a>b>0)过点P(3,1),其左、右焦点分别为F1,F2,且
•
=-6.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若M,N是直线x=5上的两个动点,且F1M⊥F2N,圆C是以MN为直径的圆,其面积为S,求S的最小值以及当S取最小值时圆C的方程.
| x2 |
| a2 |
| y2 |
| b2 |
| F1P |
| F2P |
(1)求椭圆E的方程;
(2)若M,N是直线x=5上的两个动点,且F1M⊥F2N,圆C是以MN为直径的圆,其面积为S,求S的最小值以及当S取最小值时圆C的方程.
(1)设点F1,F2的坐标分别为(-c,0),(c,0)(c>0),
则
=(3+c,1),
=(3-c,1),
故
•
=(3+c)(3-c)+1=10-c2=-6,可得c=4,
所以2a=|PF1|+|PF2|=
+
=6
,
故a=3
,b2=a2-c2=18-16=2,
所以椭圆E的方程为
+
=1.
(2)设M,N的坐标分别为(5,m),(5,n),
则
=(9,m),
=(1,n),又
⊥
,
可得
•
=9+mn=0,即mn=-9,
又|MN|=|m-n|=|m|+|n|≥2
=2
=6,(当且仅当|m|=|n|时取等号)
故Smin=π(
)2=9π,且当S取最小值时,
有m=3,n=-3或m=-3,n=3,
此时圆C的方程为(x-5)2+y2=9.
则
| F1P |
| F2P |
故
| F1P |
| F2P |
所以2a=|PF1|+|PF2|=
| (3+4)2+12 |
| (3-4)2+12 |
| 2 |
故a=3
| 2 |
所以椭圆E的方程为
| x2 |
| 18 |
| y2 |
| 2 |
(2)设M,N的坐标分别为(5,m),(5,n),
则
| F1M |
| F2N |
| F1M |
| F2N |
可得
| F1M |
| F2N |
又|MN|=|m-n|=|m|+|n|≥2
| |m|•|n| |
| 9 |
故Smin=π(
| 6 |
| 2 |
有m=3,n=-3或m=-3,n=3,
此时圆C的方程为(x-5)2+y2=9.
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