问题 解答题
设椭圆M:
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>0)的离心率为
2
2
,长轴长为6
2
,设过右焦点F倾斜角为θ的直线交椭圆M于A,B两点.
(Ⅰ)求椭圆M的方程;
(Ⅱ)求证|AB|=
6
2
1+sin2θ

(Ⅲ)设过右焦点F且与直线AB垂直的直线交椭圆M于C,D,求|AB|+|CD|的最小值.
答案

(Ⅰ)根据题意可得:

2a=6
2
c
a
=
2
2
b2=a2-c2
a=3
2
c=3
b=3

所求椭圆M的方程为

x2
18
+
y2
9
=1(4分)

(Ⅱ)当θ≠

π
2
,设直线AB的斜率为k=tanθ,焦点F(3,0),

则直线AB的方程为y=k(x-3)

y=kx-3k
x2
18
+
y2
9
=1
⇒(1+2k2)x2-12k2x+18(k2-1)=0

设点A(x1,y1),B(x2,y2

有x1+x2=

12k2
1+2k2
,x1x2=
18(k2-1)
1+2k2

|AB|=

(1+k2)[(
12k2
1+2k2
)
2
-4×
18(k2-1)
1+2k2
]
=
6
2
(1+k2)
1+2k2
**(6分)

又因为k=tanθ=

sinθ
cosθ
代入**式得

|AB|=

6
2
cos2θ+sin2θ
=
6
2
1-sin2θ+2sin2θ
=
6
2
1+sin2θ
(8分)

当θ=

π
2
时,直线AB的方程为x=3,

此时|AB|=3

2
(10分)

而当θ=

π
2
时,|AB|=
6
2
1+sin2θ
=3
2

综上所述所以|AB|=

6
2
1+sin2θ
(11分)

(Ⅲ)过右焦点F且与直线AB垂直的直线交椭圆M于C,D,

同理可得|CD|=

6
2
(1+k2)
2+k2
=
6
2
1+cos2θ
(12分)

有|AB|+|CD|=

6
2
1+sin2θ
+
6
2
1+cos2θ
=
18
2
2+
1
4
sin2θ

因为sin2θ∈[0,1],

所以当且仅当sin2θ=1时,

|AB|+|CD|有最小值是8

2
(16分)

单项选择题 A1/A2型题
解答题