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.
(Ⅰ)设F1的坐标为(m,n),则=-且2•-+3=0.
解得m=-,n=,因此,点F1′的坐标为(-,).
(Ⅱ)∵|PF1′|=|PF1|,根据椭圆定义,
得2a=|PF1′|+|PF2|=|F1F2|==2,
∴a=,b==1.∴所求椭圆方程为+y2=1.
(Ⅲ)∵=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.
则d1==,d2=|t-2|.
==,令f(t)=,(-2<t<2),则f′(t)=(2t+2)(t-2)2-(t2+2t+2)•2(t-2) |
(t-2)4 |
=,
∵当-2<t<-,f′(t)<0,-<t<2,f′(t)>0,t=-,f′(t)>0.
∴f(t)在t=-时取得最小值.
因此,最小值==,此时点Q的坐标为(-,)(14分)