已知橢圓C1
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
,離心率為
1
2
,F(xiàn)1,F(xiàn)2分別為其左右焦點(diǎn),橢圓上點(diǎn)P到F1與F2距離之和為4,
(1)求橢圓C1方程.
(2)若一動圓過F2且與直線x=-1相切,求動圓圓心軌跡C方程.
(3)在(2)軌跡C上有兩點(diǎn)M,N,橢圓C1上有兩點(diǎn)P,Q,滿足
MF2
NF2
共線,
PF2
QF2
共線,且
PF2
MF2
=0,求四邊形PMQN面積最小值.
分析:(1)由題設(shè)知
c
a
=
1
2
2a=4
,由此能求出橢圓C1方程.
(2)設(shè)動圓圓心C(x,y),由動圓過
x2
4
+
y2
3
=1
的右焦點(diǎn)F2(1,0),且與直線x=-1相切,知
(x-1)2+y2
=|x+1|
,由此能求出動圓圓心軌跡C方程.
(3)當(dāng)直線斜率不存在時,|MN|=4,SPMQN=8;當(dāng)直線斜率不存在時,設(shè)直線MN的方程為:y=k(x-1),直線PQ的方程為y=
1
k
(x-1),設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),P(x3,y3),Q(x4,y4),由
y=k(x-1)
y2=4x
,得k2x2-(2k2+4)x+k2=0,由拋物線定義可知:|MN|=|MF2|+|NF2|=4+
4
k2
,由此能求出四邊形PMQN面積的最小值.
解答:解:(1)∵橢圓C1
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
,離心率為
1
2
,
F1,F(xiàn)2分別為其左右焦點(diǎn),橢圓上點(diǎn)P到F1與F2距離之和為4,
c
a
=
1
2
2a=4
,解得a=2,c=1,b2=a2-c2=3,
∴橢圓C1方程為
x2
4
+
y2
3
=1

(2)設(shè)動圓圓心C(x,y),
∵動圓過
x2
4
+
y2
3
=1
的右焦點(diǎn)F2(1,0),且與直線x=-1相切,
(x-1)2+y2
=|x+1|
,
整理,得動圓圓心軌跡C方程為y2=4x.
(3)當(dāng)直線斜率不存在時,|MN|=4,
此時PQ的長即為橢圓長軸長,|PQ|=4,
從而SPMQN=
1
2
|MN|•|PQ|=
1
2
×4×4=8,
設(shè)直線MN的斜率為k,直線MN的方程為:y=k(x-1),
直線PQ的方程為y=
1
k
(x-1),
設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),P(x3,y3),Q(x4,y4),
y=k(x-1)
y2=4x
,消去y可得k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
由拋物線定義可知:
|MN|=|MF2|+|NF2|=x1+1+x2+1
=
2k2+4
k2
+2=4+
4
k2

y=
1
k
(x-1)
x2
4
+
y2
3
=1
,消去y得(3k2+4)x2-8x+4-12k2=0,
從而|PQ|=
1+(-
1
k
)2
|x3-x4|=
12(1+k2)
3k2+4
,
∴SPMQN=
1
2
|MN|•|PQ|=
1
2
|MN|•|PQ|
=
1
2
(4+
4
k2
)•
12(1+k2)
3k2+4

=24•
(1+k2)2
3k4+4k2
,
令1+k2=t,∵k>0,則t>1,
則SPMQN=
24t2
3(t-1)2+4(t-1)

=
24t2
3t2-2t-1

=
24
3-
2
t
-
1
t2

因為3-
2
t
-
1
t2
=4-(1+
1
t
2∈(0,3),
所以SPMQN=
24
3-
2
t
-
1
t2
>8,
所以四邊形PMQN面積的最小值為8.
點(diǎn)評:本題考查橢圓方程和軌跡方程的求法,考查四邊形面積的最小值的求法.綜合性強(qiáng),難度大,是高考的重點(diǎn).解題時要認(rèn)真審題,注意挖掘題設(shè)中的隱含條件,合理地進(jìn)行等價轉(zhuǎn)化.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

已知橢圓C1
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1、F2,其中F2也是拋物線C2:y2=4x的焦點(diǎn),M是C1與C2在第一象限的交點(diǎn),且|MF2|=
5
3

(1)求橢圓C1的方程;
(2)已知菱形ABCD的頂點(diǎn)A,C在橢圓C1上,對角線BD所在的直線的斜率為1.
①當(dāng)直線BD過點(diǎn)(0,
1
7
)時,求直線AC的方程;
②當(dāng)∠ABC=60°時,求菱形ABCD面積的最大值.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)已知橢圓C1
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的一條準(zhǔn)線方程是x=
25
4
,其左、右頂點(diǎn)分別是A、B;雙曲線C2
x2
a2
-
y2
b2
=1
的一條漸近線方程為3x-5y=0.
(1)求橢圓C1的方程及雙曲線C2的離心率;
(2)在第一象限內(nèi)取雙曲線C2上一點(diǎn)P,連接AP交橢圓C1于點(diǎn)M,連接PB并延長交橢圓C1于點(diǎn)N,若
AM
=
MP
.求
MN
AB
的值.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

已知橢圓C1
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的離心率為
2
2
,直線l:y=x+2
2
與以原點(diǎn)為圓心、以橢圓C1的短半軸長為半徑的圓相切.
(Ⅰ)求橢圓C1的方程.
(Ⅱ)設(shè)橢圓C1的左焦點(diǎn)為F1,右焦點(diǎn)為F2,直線l1過點(diǎn)F1,且垂直于橢圓的長軸,動直線l2垂直l1于點(diǎn)P,線段PF2的垂直平分線交l2于點(diǎn)M,求點(diǎn)M的軌跡C2的方程;
(Ⅲ)若AC、BD為橢圓C1的兩條相互垂直的弦,垂足為右焦點(diǎn)F2,求四邊形ABCD的面積的最小值.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

已知橢圓C1
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)與雙曲線C2:x2-
y2
4
=1有公共的焦點(diǎn),C2的一條漸近線與以C1的長軸為直徑的圓相交于A,B兩點(diǎn),若C1恰好將線段AB三等分,則b2=
0.5
0.5

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

(2013•汕頭一模)已知橢圓C1
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的左、右焦點(diǎn)分別為F1、F2,右頂點(diǎn)為A,離心率e=
1
2

(1)設(shè)拋物線C2:y2=4x的準(zhǔn)線與x軸交于F1,求橢圓的方程;
(2)設(shè)已知雙曲線C3以橢圓C1的焦點(diǎn)為頂點(diǎn),頂點(diǎn)為焦點(diǎn),b是雙曲線C3在第一象限上任意-點(diǎn),問是否存在常數(shù)λ(λ>0),使∠BAF1=λ∠BF1A恒成立?若存在,求出λ的值;若不存在,請說明理由.

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同步練習(xí)冊答案