已知椭圆C1:
(Ⅰ)求椭圆C1的方程. (Ⅱ)设椭圆C1的左焦点为F1,右焦点为F2,直线l1过点F1,且垂直于椭圆的长轴,动直线l2垂直l1于点P,线段PF2的垂直平分线交l2于点M,求点M的轨迹C2的方程; (Ⅲ)若AC、BD为椭圆C1的两条相互垂直的弦,垂足为右焦点F2,求四边形ABCD的面积的最小值. |
(Ⅰ)∵e=
,∴e2=2 2
=c2 a2
=a2-b2 a2
,∴a2=2b21 2
∵直线l:x-y+2=0与圆x2+y2=b2相切
∴
=b,∴b=2,b2=4,∴a2=8,2 2 2
∴椭圆C1的方程是
+x2 8
=1(3分)y2 4
(Ⅱ)∵MP=MF2,
∴动点M到定直线l1:x=-2的距离等于它到定点F2(2,0)的距离,
∴动点M的轨迹C是以l1为准线,F2为焦点的抛物线
∴点M的轨迹C2的方程为y2=8x(6分)
(Ⅲ)当直线AC的斜率存在且不为零时,设直线AC的斜率为k,
A(x1,y1),C(x2,y2),则直线AC的方程为y=k(x-2)
联立
+x2 8
=1及y=k(x-2)得(1+2k2)x2-8k2x+8k2-8=0y2 4
所以x1+x2=
,x1x2=8k2 1+2k2 8k2-8 1+2k2
|AC|=
=(1+k2)(x1-x2)2
=(1+k2)[(x1+x2)2-4x1x2]
.(8分)
(k2+1)32 1+2k2
由于直线BD的斜率为-
,用-1 k
代换上式中的k可得|BD|=1 k
(1+k2)32 k2+2
∵AC⊥BD,
∴四边形ABCD的面积为S=
|AC|•|BD|=1 2
..(10分)16(1+k2)2 (k2+2)(1+2k2)
由(1+2k2)(k2+2)≤[
]2=[(1+2k2)(k2+2) 2
]23(k2+1) 2
所以S≥
,当1+2k2=k2+2时,即k=±1时取等号.(11分)64 9
易知,当直线AC的斜率不存在或斜率为零时,四边形ABCD的面积S=8
综上可得,四边形ABCD面积的最小值为
(12分)64 9