在平面直角坐标系中,已知椭圆
.如图所示,斜率为
且不过原点的直线
交椭圆
于
,
两点,线段
的中点为
,射线
交椭圆
于点
,交直线
于点
.
(Ⅰ)求的最小值;
(Ⅱ)若∙
,(i)求证:直线
过定点;
(ii)试问点,
能否关于
轴对称?若能,求出此时
的外接圆方程;若不能,请说明理由.
在平面直角坐标系中,已知椭圆
.如图所示,斜率为
且不过原点的直线
交椭圆
于
,
两点,线段
的中点为
,射线
交椭圆
于点
,交直线
于点
.
(Ⅰ)求的最小值;
(Ⅱ)若∙
,(i)求证:直线
过定点;
(ii)试问点,
能否关于
轴对称?若能,求出此时
的外接圆方程;若不能,请说明理由.
【解析】(Ⅰ)由题意:设直线,
由消y得:
,设A
、B
,AB的中点E
,则由韦达定理得:
=
,即
,
,所以中点E的坐标为E
,因为O、E、D三点在同一直线上,所以
,即
,解得
,所以
=
,当且仅当
时取等号,即
的最小值为2.
(Ⅱ)(i)证明:由题意知:n>0,因为直线OD的方程为,所以由
得交点G的纵坐标为
,又因为
,
,且
∙
,所以
,又由(Ⅰ)知:
,所以解得
,所以直线
的方程为
,即有
,令
得,y=0,与实数k无关,所以直线
过定点(-1,0).
(ii)假设点,
关于
轴对称,则有
的外接圆的圆心在x轴上,又在线段AB的中垂线上,
由(i)知点G(,所以点B(
,又因为直线
过定点(-1,0),所以直线
的斜率为
,又因为
,所以解得
或6,又因为
,所以
舍去,即
,此时k=1,m=1,E
,AB的中垂线为2x+2y+1=0,圆心坐标为
,G(
,圆半径为
,圆的方程为
.综上所述, 点
,
关于
轴对称,此时
的外接圆的方程为
.