题目内容
已知椭圆C:
+
=1(a>b>0)的右顶点为A(1,0),过C的焦点且垂直长轴的弦长为
.
(I)求椭圆C的方程;
(II)经过定点F(0,1)的两直线l1,l2与椭圆分别交于P、Q、M、N,且l1⊥l2,求四边形PMQN的面积的最小值和最大值.
| y2 |
| a2 |
| x2 |
| b2 |
| 2 |
(I)求椭圆C的方程;
(II)经过定点F(0,1)的两直线l1,l2与椭圆分别交于P、Q、M、N,且l1⊥l2,求四边形PMQN的面积的最小值和最大值.
分析:(I)由题意,椭圆的焦点在y轴上,利用椭圆的右顶点为A(1,0),过C的焦点且垂直长轴的弦长为
,建立方程组,从而可求椭圆的几何量,即可求椭圆C的方程;
(II)分斜率组存在与存在分别讨论,利用直线与椭圆联立,根据韦达定理及弦长公式,确定面积的表达式,即可求得结论.
| 2 |
(II)分斜率组存在与存在分别讨论,利用直线与椭圆联立,根据韦达定理及弦长公式,确定面积的表达式,即可求得结论.
解答:解:(I)由题意,椭圆的焦点在y轴上,
,∴
,∴椭圆方程为
+x2=1…(4分)
(2)(ⅰ)若l1与l2中一条斜率不存在,另一条斜率为0,则S=
•2a•
=2…(5分)
(ⅱ)若l1与l2得斜率均存在,设l1:y=kx+1与椭圆方程联立
消去y可得(2+k2)x+2kx-1=0,则△=8(k2+1>0
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=-
,x1x2=
∴|PQ|=
|x1-x2|=
×
=2
×
同理可得|MN|=2
×
…(8分)
∴S=
|PQ||MN|=4
=
=
由k2+
≥2,得
≤S<2…(10分)
由(ⅰ)(ⅱ)知,Smin=
,Smax=2…(12分)
|
|
| y2 |
| 2 |
(2)(ⅰ)若l1与l2中一条斜率不存在,另一条斜率为0,则S=
| 1 |
| 2 |
| 2b2 |
| a |
(ⅱ)若l1与l2得斜率均存在,设l1:y=kx+1与椭圆方程联立
|
消去y可得(2+k2)x+2kx-1=0,则△=8(k2+1>0
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=-
| 2k |
| 2+k2 |
| -1 |
| 2+k2 |
∴|PQ|=
| 1+k2 |
| 1+k2 |
| (x1+x2)2-4x1x2 |
| 2 |
| k2+1 |
| k2+2 |
同理可得|MN|=2
| 2 |
| k2+1 |
| 2k2+1 |
∴S=
| 1 |
| 2 |
| k4+2k2+1 |
| 2k4+5k2+2 |
| 4 | ||
2+
|
| 4 | ||||
2+
|
由k2+
| 1 |
| k2 |
| 16 |
| 9 |
由(ⅰ)(ⅱ)知,Smin=
| 16 |
| 9 |
点评:本题考查椭圆的标准方程,考查直线与椭圆的位置关系,考查韦达定理的运用,正确表示四边形PMQN的面积是关键.
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