题目内容
已知曲线C1:
(a>b>0)所围成的封闭图形的面积为
,曲线C1的内切圆半径为
,记C2为以曲线C1与坐标轴的交点为顶点的椭圆。
(1)求椭圆C2的标准方程;
(2)设AB是过椭圆C2中心的任意弦,l是线段AB的垂直平分线,M是l上异于椭圆中心的点。
(i)若|MO|=λ|OA|(O为坐标原点),当点A在椭圆C2上运动时,求点M的轨迹方程;
(ii)若M是l与椭圆C2的交点,求△AMB的面积的最小值。
(1)求椭圆C2的标准方程;
(2)设AB是过椭圆C2中心的任意弦,l是线段AB的垂直平分线,M是l上异于椭圆中心的点。
(i)若|MO|=λ|OA|(O为坐标原点),当点A在椭圆C2上运动时,求点M的轨迹方程;
(ii)若M是l与椭圆C2的交点,求△AMB的面积的最小值。
解:(1)由题意得
又
解得
,
因此所求椭圆的标准方程为
。
(2)(i)假设AB所在的直线斜率存在且不为零,设AB所在直线方程为
,
解方程组
得
,
所以
设
,由题意知
,
所以
,
即
,
因为l是AB的垂直平分线,
所以直线l的方程为
,
即
,
因此
,
又
,
所以
,
故
又当
或不存在时,上式仍然成立
综上所述,M的轨迹方程为
。
(2)当k存在且
时,由(i)得
,
,
由
解得
,
,
所以
,
,
由于



,
当且仅当
时等号成立,即
时等号成立,
此时
面积的最小值是
当
,
当k不存在时,
综上所述,
的面积的最小值为
。
又
解得
因此所求椭圆的标准方程为
(2)(i)假设AB所在的直线斜率存在且不为零,设AB所在直线方程为
解方程组
所以
设
所以
即
因为l是AB的垂直平分线,
所以直线l的方程为
即
因此
又
所以
故
又当
综上所述,M的轨迹方程为
(2)当k存在且
由
所以
由于
当且仅当
此时
当
当k不存在时,
综上所述,
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