已知直线x-2y+4=0经过椭圆C:
(1)求椭圆C的方程; (2)求线段MN的长度的最小值; (3)当线段MN的长度最小时,Q点在椭圆上运动,记△BPQ的面积为S,当S在(0,+∞)上变化时,讨论S的大小与Q点的个数之间的关系. |
(1)由已知得椭圆C的左顶点为A(-4,0),上顶点为D(0,2),
∴a=4,b=2,
故椭圆C的方程为
+x2 16
=1y2 4
(2)直线AP的斜率k显然存在,且k>0,故可设直线AP的方程为y=k(x+4),从而M(5,9k),设P(x0,y0),则kAP•kBP=
•y0 x0+4
=y0 x0-4
=-y02 x02-16
,∴直线BP的方程为:y=-1 4
(x-4),1 4k
得N(5,-
)1 4k
∴|MN|=|9k+
|=9k+1 4k
≥21 4k
=39k• 1 4k
当且仅当9k=
即k=1 4k
时等号成立1 6
∴k=
时,线段MN的长度取最小值3.1 6
(3)由(2)知,当线段MN的长度取最小值时,k=
,此时直线BP的方程为3x+2y-12=0,P(1 6
,16 5
),|BP|=6 5 2 5 13
设与BP平行的直线l':3x+2y+t=0
联立
得10x2+6tx+t2-16=0
+x2 16
=1y2 4 3x+2y+t=0
由△=36t2-40(t2-16)=0得t=±410
当t=-4
时,BP与l'的距离为10
,此时S△BPQ=4
-1210 13
(4 5
-3)10
当t=4
时,BP与l'的距离为10
,此时S△BPQ=4
+1210 13
(4 5
+3)10
∴当0<s<
(4 5
-3)时,这样的Q点有4个10
当S=
(4 5
-3)时,这样的Q点有3个10
当
(4 5
-3)<s<10
(4 5
+3)时,这样的Q点有2个10
当S=
(4 5
+3)时,这样的Q点有1个10
当S>
(4 5
+3)时,这样的Q点不存在.10