问题 解答题

一束光线从点F1(-1,0)出发,经直线l:2x-y+3=0上一点P反射后,恰好穿过点F2(1,0).      

(Ⅰ)求点F1关于直线l的对称点F1′的坐标;

(Ⅱ)求以F1、F2为焦点且过点P的椭圆C的方程;

(Ⅲ)设直线l与椭圆C的两条准线分别交于A、B两点,点Q为线段AB上的动点,求点Q 到F2的距离与到椭圆C右准线的距离之比的最小值,并求取得最小值时点Q的坐标.

答案

(Ⅰ)设F1的坐标为(m,n),则

n
m+1
=-
1
2
2•
m-1
2
-
n
2
+3=0

解得m=-

9
5
,n=
2
5
,因此,点F1′的坐标为(-
9
5
2
5
).

(Ⅱ)∵|PF1′|=|PF1|,根据椭圆定义,

得2a=|PF1′|+|PF2|=|F1F2|=

(-
9
5
-1)
2
+(
2
5
-0)
2
=2
2

a=

2
,b=
2-1
=1.∴所求椭圆方程为
x2
2
+y2=1

(Ⅲ)∵

a2
c
=2,∴椭圆的准线方程为x=±2.

设点Q的坐标为(t,2t+3)(-2<t<2),d1表示点Q到F2的距离,d2表示点Q到椭圆的右准线的距离.

d1=

(t-1)2+(2t+3)2
=
5t2+10t+10
,d2=|t-2|.

d1
d2
=
5t2+10t+10
|t-2|
=
5•
t2+2t+2
(t-2)2
,令f(t)=
t2+2t+2
(t-2)2
,(-2<t<2)
,则f(t)=
(2t+2)(t-2)2-(t2+2t+2)•2(t-2)
(t-2)4
=
-(6t+8)
(t-2)3

∵当-2<t<-

4
3
f(t)<0,-
4
3
<t<2,f(t)>0
,t=-
4
3
,f′(t)>0.

∴f(t)在t=-

4
3
时取得最小值.

因此,

d1
d2
最小值=
5•f(-
4
3
)
=
2
2
,此时点Q的坐标为(-
4
3
1
3
)(14分)

选择题
单项选择题