题目
在平面直角坐标系 中,椭圆 : ( )的离心率为 ,连接椭圆 的四个顶点所形成的四边形面积为 .
(1)
求椭圆 的标准方程;
(2)
若椭圆 上点 到定点 ( )的距离的最小值为1,求 的值及点 的坐标;
(3)
如图,过椭圆 的下顶点作两条互相垂直的直线,分别交椭圆 于点 , ,设直线 的斜率为 ,直线 : 分别与直线 , 交于点 , .记 , 的面积分别为 , ,是否存在直线 ,使得 ?若存在,求出所有直线 的方程;若不存在,说明理由.
答案: 解:由题意得: {a2−b2a=12,2ab=43, 解得 {a=2,b=3,所以椭圆 C 的标准方程为 x24+y23=1
解:设 N(x,y) ,由定点 M(m,0) ,考虑距离的平方:则 MN2=(x−m)2+y2=(x−m)2+3(1−x24)=14x2−2mx+m2+3 ,二次函数的图象对称轴为 x=4m ,由椭圆方程知 −2≤x≤2 ,由题设知 0<4m<8 ,①当 0<4m≤2 ,即 0<m≤12 时,在 x=4m 时有 MNmin2=−3m2+3=1 ,解得 m2=23>14 ,不符合题意,舍去;②当 4m>2 ,即 12<m<2 时,由单调性知:在 x=2 时有 MNmin2=m2−m+4=1 ,解得 m=1 或 m=3 (舍).综上可得: m 的值为2,点 N 的坐标为 (2,0) .
解:由(1)知, A(0,−3) ,则直线 AM 的方程为 y=kx−3 ,联立 {y=kx−3,x24+y23=1, 消去 y 并整理得 (3+4k2)x2−83kx=0 ,解得 xM=83k3+4k2 ;直线 AN 的方程为 y=−1kx−3 ,同理可得 xN=−83k3k2+4 .联立 {y=kx−3,y=k2−1kx, 解得 xP=3k ,同理可得 xQ=−3k ,所以 S1S2=12AM⋅AN12AP⋅AQ=|xM|⋅|xN||xP|⋅|xQ|=|83k3+4k2⋅83k3k2+4−3k⋅3k|=64k2(3+4k2)(3k2+4)=6465 ,即 3k4−10k2+3=0 ,解得 k2=3 或 k2=13 ,所以 k2−1k=233 或 −233 ,故存在直线 l : y=233x , y=−233x 满足题意.