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数学圆锥曲线题设椭圆C:x^2/a^2+y^2/b^2=1(a>b>0)的离心率e=1/2,右焦点到直线x/a+y/b=

来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/25 15:18:47
数学圆锥曲线题
设椭圆C:x^2/a^2+y^2/b^2=1(a>b>0)的离心率e=1/2,右焦点到直线x/a+y/b=1的距离d=√21/7,O为坐标原点 ①求椭圆C的方程 ②过点O作两条互相垂直的射线,与椭圆C分别交于A,B两点,证明:点O到直线AB的距离为定值,并求弦AB长度的最小值
数学圆锥曲线题设椭圆C:x^2/a^2+y^2/b^2=1(a>b>0)的离心率e=1/2,右焦点到直线x/a+y/b=
设椭圆C:x²/a²+y²/b²=1(a>b>0)的离心率e=1/2,右焦点到直线x/a+y/b=1的距离d=√21/7,O为坐标原点 ①求椭圆C的方程 ②过点O作两条互相垂直的射线,与椭圆C分别交于A,B两点,证明:点O到直线AB的距离为定值,并求弦AB长度的最小值
①e=c/a=1/2,故a=2c.(1)
∣(c/a)-1∣/√(1/a²+1/b²)=√21/7,即有∣(1/2)-1∣=(√21/7)√(1/a²+1/b²);
1/4=(21/49)(1/a²+1/b²);49a²b²=84(a²+b²);49a²(a²-c²)=84(2a²-c²);
49(a²-c²)=84(2-e²)=84(2-1/4)=147,49(3c²)=147,故c²=147/147=1;
于是得a=2,a²=4;b²=3;故得椭圆的解析式为x²/4+y²/3=1
②设A(x₁,y₁);B(x₂,y₂);由于向量OA⊥OB,故OA•OB=x₁x₂+y₁y₂=0.(2)
设AB所在直线的方程为y=kx+b,代入椭圆方程得x²/4+(kx+b)²/3=1;
则有3x²+4(kx+b)²-12=(3+4k²)x²+8kbx+4b²-12=0;
x₁+x₂=-8kb/(3+4k²)
x₁x₂=(4b²-12)/(3+4k²)
y₁+y₂=k(x₁+x₂)+2b=-8k²b/(3+4k²)+2b=6b/(3+4k²)
y₁y₂=(kx₁+b)(kx₂+b)=k²x₁x₂+kb(x₁+x₂)+b²
=k²(4b²-12)/(3+4k²)-8k²b²/(3+4k²)+b²=(-12k²+3b²)/(3+4k²)
将x₁x₂与y₁y₂之值代入(2)式得:
(4b²-12)/(3+4k²)+(-12k²+3b²)/(3+4k²)=0
即有7b²-12k²-12=0.(3)
故得b=±√[(12k²+12)/7]=±√[(12/7)(1+k²)],代入直线AB的方程得y-kx±√[(12/7)(1+k²)=0
故原点到AB的距离d=∣±√[(12/7)(1+k²)]∣/√(1+k²)=√(12/7)=常量.
弦长AB的最小值发生在x=±√[(12/7),AB⊥x轴的时候;将x=±√[(12/7)代入椭圆方程得:
(12/7)/4+y²/3=1,y²=3(1-3/7)=12/7,∣y∣=√(12/7),弦长∣AB∣=2∣Y∣=2√(12/7)=4√(3/7)