问题 解答题
已知椭圆C1
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的长轴长为4,离心率为
1
2
,F1、F2分别为其左右焦点.一动圆过点F2,且与直线x=-1相切.
(Ⅰ)(ⅰ)求椭圆C1的方程; (ⅱ)求动圆圆心C轨迹的方程;
(Ⅱ)在曲线上C有两点M、N,椭圆C1上有两点P、Q,满足MF2
NF2
共线,
PF2
QF2
共线,且
PF2
MF2
=0,求四边形PMQN面积的最小值.
答案

(Ⅰ)(ⅰ)由题设知:

2a=4
e=
c
a
=
1
2

∴a=2,c=1,b=

4-1
=
3

∴所求的椭圆方程为

x2
4
+
y2
3
=1.

(ⅱ)由已知可得动圆圆心轨迹为抛物线,

且抛物线C的焦点为(1,0),

准线方程为x=1,则动圆圆心轨迹方程为C:y2=4x.

(Ⅱ)当直线斜率不存在时,|MN|=4,

此时PQ的长即为椭圆长轴长,|PQ|=4,

从而SPMQN=

1
2
|MN|•|PQ|=
1
2
×4×4=8,

设直线MN的斜率为k,直线MN的方程为:y=k(x-1),

直线PQ的方程为y=

1
k
(x-1),

设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,

由抛物线定义可知:

|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,

从而|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,∵k2>0,则t>1,

则SPMQN=

24t2
3(t-1)2+4(t-1)

=

24t2
3t2-2t-1

=

24
3-
2
t
-
1
t2

因为3-

2
t
-
1
t2
=4-(1+
1
t
2∈(0,3),

所以SPMQN=

24
3-
2
t
-
1
t2
>8,

所以四边形PMQN面积的最小值为8.

解答题
判断题