题目内容

已知椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的离心率为
1
2
,椭圆上的点到焦点的最小距离为1.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若直线l与椭圆C交于A,B两点,且OA⊥OB(O为坐标原点),OH⊥AB于H点.试求点H的轨迹方程.
分析:(Ⅰ)要求椭圆方程,只需求出a,b的值,由椭圆的离心率为
1
2
,知,
c
a
=
1
2
,由椭圆上的点到焦点的最小距离为1,可知,a-c=1,再根据a2=b2+c2,就可求出a,b得到椭圆C的方程.
(Ⅱ)设出A,B点的坐标,直线l方程,再令直线l方程与椭圆方程联立,求出x1+x2,x1x2,根据且OA⊥OB(O为坐标原点),OH⊥AB于H点.用x1,x2表示H点坐标,把参数消掉,即可得到点H的轨迹方程.
解答:解:(Ⅰ)由题意知:e=
c
a
=
1
2
,a-c=1,a2=b2+c2,解得a=2,b2=3.
故椭圆的方程为
x2
4
+
y2
3
=1

(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),
(1)若l⊥x轴,可设H(x0,0),因OA⊥OB,则A(x0,±x0).由
x02
4
+
x02
3
=1
,得
x
2
0
=
12
7
,即H(±
12
7
,0)

若l⊥y轴,可设H(0,y0),同理可得H(0,±
12
7
)

(2)当直线l的斜率存在且不为0时,设l:y=kx+m,
y=kx+m
x2
4
+
y2
3
=1
,消去y得:(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0.
x1+x2=-
8km
3+4k2
x1x2=
4m2-12
3+4k2
y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2=
3m2-12k2
3+4k2
.由OA⊥OB,知x1x2+y1y2=0.故 
4m2-12
3+4k2
+
3m2-12k2
3+4k2
=0
,即7m2=12(k2+1)(记为①).
由OH⊥AB,可知直线OH的方程为y=-
1
k
x
.联立方程组
y=kx+m
y=-
1
k
x
,得 
k=-
x
y
m=
x2
y
+y
(记为②).将②代入①,化简得x2+y2=
12
7
.综合(1)、(2),可知点H的轨迹方程为x2+y2=
12
7
点评:本题考查了椭圆方程的求法,以及消参法求轨迹方程,做题时应认真分析.
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