问题
解答题
设椭圆M:
(Ⅰ)求椭圆M的方程; (Ⅱ)求证|AB|=
(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
=1(4分)y2 9
(Ⅱ)当θ≠
,设直线AB的斜率为k=tanθ,焦点F(3,0),π 2
则直线AB的方程为y=k(x-3)
有
⇒(1+2k2)x2-12k2x+18(k2-1)=0y=kx-3k
+x2 18
=1y2 9
设点A(x1,y1),B(x2,y2)
有x1+x2=
,x1x2=12k2 1+2k2 18(k2-1) 1+2k2
|AB|=
=(1+k2)[(
)2-4×12k2 1+2k2
]18(k2-1) 1+2k2
**(6分)6
(1+k2)2 1+2k2
又因为k=tanθ=
代入**式得sinθ cosθ
|AB|=
=6 2 cos2θ+sin2θ
=6 2 1-sin2θ+2sin2θ
(8分)6 2 1+sin2θ
当θ=
时,直线AB的方程为x=3,π 2
此时|AB|=3
(10分)2
而当θ=
时,|AB|=π 2
=36 2 1+sin2θ 2
综上所述所以|AB|=
(11分)6 2 1+sin2θ
(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
(1+k2)2 2+k2
(12分)6 2 1+cos2θ
有|AB|+|CD|=
+6 2 1+sin2θ
=6 2 1+cos2θ 18 2 2+
sin2θ1 4
因为sin2θ∈[0,1],
所以当且仅当sin2θ=1时,
|AB|+|CD|有最小值是8
(16分)2