解答题已知F1(-2,0),F2(2,0)是椭圆C的两个焦点,过F1的直线与椭圆C的两个交点为M,N,且|MN|的最小值为6.
(I)求椭圆C的方程;
(II)设A,B为椭圆C的长轴顶点.当|MN|取最小值时,求∠AMB的大小.
网友回答
解:(Ⅰ)由题意,设椭圆C的方程为+=1(a>b>0),其中c=2,a2-b2=4.
设M(x1,y1),N(x2,y2).
若直线MN⊥x轴,则MN的方程为x=-2,代入+=1,得y2=b2(1-)=,
∴|y1-y2|=,即|AB|=.
若直线MN不与x轴垂直,则设MN的方程为y=k(x+2),代入+=1,
得 +=1,
即 (a2k2+b2)x2+4a2k2x+a2(4k2-b2)=0.
△=(4a2k2)2-4(a2k2+b2)a2(4k2-b2)
=4a2b2[(a2-4)k2+b2]=4a2b4(1+k2),
∴|x1-x2|=,
∴|MN|=?
=
=?>.
综上,|MN|的最小值为.
由题知 =6,即 b2=3a.
代入a2-b2=4,得a2-3a-4=0,
解得a=-1(舍),或a=4.∴b2=12.
∴椭圆C的方程为+=1.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知A(-4,0),B(4,0).
当|MN|取得最小值时,MN⊥x轴.
根据椭圆的对称性,不妨取M(-2,3),
∠AMB即直线AM到直线MB的角.
∵AM的斜率k1==,
BM的斜率k2==-,
∴tan∠AMB==-8.
∵∠AMB∈(0,π),
∴∠AMB=π-arctan8.解析分析:(Ⅰ)由题意,设椭圆C的方程为+=1(a>b>0),其中c=2,a2-b2=4.设M(x1,y1),N(x2,y2).若直线MN⊥x轴,则MN的方程为x=-2,由此能够求出椭圆C的方程.(Ⅱ)由A(-4,0),B(4,0).当|MN|取得最小值时,MN⊥x轴.根据椭圆的对称性,取M(-2,3),∠AMB即直线AM到直线MB的角.由此能够求出∠AMB的大小.点评:本题主要考查直线与圆锥曲线的综合应用能力,具体涉及到轨迹方程的求法及直线与椭圆的相关知识,解题时要注意合理地进行等价转化.