在平面直角坐標系xOy中,已知曲線C1上的任意一點到點A(-1,0),B(1,0)的距離之和為2
2

(Ⅰ)求曲線C1的方程;
(Ⅱ)設(shè)橢圓C2:x2+
3y2
2
=1,若斜率為k的直線OM交橢圓C2于點M,垂直于OM的直線ON交曲線C1于點N.
(i)求證:|MN|的最小值為
2
;
(ii)問:是否存在以原點為圓心且與直線MN相切的圓?若存在,求出圓的方程;若不存在,請說明理由.
考點:直線與圓錐曲線的綜合問題
專題:圓錐曲線中的最值與范圍問題
分析:(Ⅰ)由橢圓定義可知曲線C1的軌跡是橢圓,設(shè)C1的方程為
x2
a2
+
y2
b2
=1
,由已知條件知2a=2
2
,c=1,由此能求出曲線C1 的方程.
(Ⅱ)(ⅰ)當k=0,M為C2長軸端點,N為C1短軸的端點,|MN|=
2
設(shè)直線OM:y=kx,代入x2+
3y2
2
=1,得(2+3k 2 )x2=2,由此能求出|MN|的最小值.
(ⅱ)存在以原點為圓心且與直線MN相切的圓.設(shè)Rt△MON斜邊上的高為h,當k=0時,h=
2
2
,當k≠0時,|OM|•|ON|=
2+2k2
2+3k2
2+2k2
2+k2
,由此能推導(dǎo)出存在以原點為圓心,半徑為
2
且與直線MN相切的圓,并能求出圓的方程.
解答: 滿分(13分).
(Ⅰ)解:由橢圓定義可知曲線C1的軌跡是橢圓,
設(shè)C1的方程為
x2
a2
+
y2
b2
=1
,a>b>0,
所以2a=2
2
,c=1,則b=1,
C1 的方程
x2
2
+y2=1
.…(3分)
(Ⅱ)(ⅰ) 證明:當k=0,M為C2長軸端點,
則N為C1短軸的端點,|MN|=
2
.…(4分)
當k≠0時,設(shè)直線OM:y=kx,代入x2+
3y2
2
=1,
整理得(2+3k 2 )x2=2,即x2=
2
2+3k2
,y2=
2k2
2+3k2
,
所以|OM|2=x2+y2=
2+2k2
2+3k2
.…(6分)
又由已知OM⊥ON,設(shè)ON:y=-
1
k
x
,同理解得|ON|2=
2+2k2
2+k2
,…(7分)
所以|MN|2=|OM|2+|ON|2=
2+2k2
2+3k2
+
2+2k2
2+k2

=(2+2k2)•
4+4k2
(2+3k2)•(2+k2)
,…(8分)
又|MN|2-2=
8(1+k2)2-2(2+3k2)•(2+k2)
(2+3k2)•(2+k2)

=
2k4
(2+3k2)•(2+k2)
>0
,
所以|MN|的最小值為
2
.…(9分)
(ⅱ)解:存在以原點為圓心且與直線MN相切的圓.
設(shè)Rt△MON斜邊上的高為h,由(Ⅱ)(。┑卯攌=0時,h=
2
2
,…(10分)
當k≠0時,|OM|•|ON|=
2+2k2
2+3k2
2+2k2
2+k2
,
又|MN|=
(2+2k2)•
4+4k2
(2+3k2)•(2+k2)
,…(12分)
由|MN|•h=|OM|•|ON|,得h=
|OM|•|ON|
|MN|
=
2
2

故存在以原點為圓心,半徑為
2
且與直線MN相切的圓,
圓方程為x2+y2=
1
2
.…(13分)
點評:本小題考查橢圓的標準方程與性質(zhì)、直線與圓錐曲線的位置關(guān)系等基礎(chǔ)知識,考查推理論證能力、運算求解能力,考查化歸與轉(zhuǎn)化思想、數(shù)形結(jié)合思想等.
練習(xí)冊系列答案
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3
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2
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2
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x2
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+
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3
2
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2
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3
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3
4
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(2)數(shù)列{bn}具有“P性質(zhì)”,則稱數(shù)列{an}具有“變換P性質(zhì)”.給出下面三個數(shù)列:
①數(shù)列{an}的前n項和Sn=
n
3
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②數(shù)列{bn}:1,2,3,4,5;
③數(shù)列{cn}:1,2,3,4,5,6.
具有“P性質(zhì)”的為
 
;具有“變換P性質(zhì)”的為
 

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