(本小题满分13分)
已知椭圆的焦距为,其短轴的两个端点与长轴的一个端点构成正三角形。
(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)设为椭圆的左焦点,为直线上任意一点,过作的垂线交椭圆于点,。
(ⅰ)证明:平分线段(其中为坐标原点);
(ⅱ)当最小时,求点的坐标。
(Ⅰ)由已知可得解得,,所以椭圆的标准方程是。
(Ⅱ)(ⅰ)由(Ⅰ)可得,的坐标是,设点的坐标为,则直线的斜率。
当时,直线的斜率,直线的方程是;
当时,直线的方程是,也符合的形式。
设,,将直线的方程与椭圆的方程联立,得,消去,得,其判别式,所以,,,所以的中点的坐标为。所以直线的斜率,又直线的斜率,所以点在直线上,因此平分线段。
(ⅱ)由(ⅰ)可得,,。所以。当且仅当,即时,等号成立,此时取得最小值,所以当最小时,点的坐标是或。
本题主要考查椭圆的标准方程和直线与方程。
(Ⅰ)由已知条件及求解;
(Ⅱ)(ⅰ)联立直线与椭圆的方程求点坐标
(ⅱ)将的解析式表示出来,用基本不等式求最值。