(本小题满分14分)
已知椭圆:()的长轴长为,焦距为。
(1)求椭圆的方程;
(2)过动点()的直线交轴与点,交于点,(在第一象限),且是线段的中点。过点作轴的垂线交于另一点,延长交于点。
①设直线、的斜率分别为、,证明为定值。
②求直线的斜率的最小值。
(1)根据题意有,,所以,,。所以椭圆的方程为。
(2)①设直线的方程为,所以点,因为点是线段的中点,所以点,根据题意可知点与点关于轴对称,所以,则,所以,为定值。
②设点、、、的坐标分别为、、、。设直线的斜率为。由(1)知,的方程为,直线的方程为,并且有的斜率为并且过点,可得直线的方程为。
由(2)得,将点坐标带入椭圆,可得,解得,由椭圆性质可知,可解出。
由于点、均在椭圆上,所以两点坐标均满足椭圆方程,将两点坐标带入并联立,可得,将两式相减可得,进一步化简得,又因为,即。
联立直线与椭圆方程得:,可得:,两曲线交点即为点与点,故由韦达定理可得,又由直线方程可得。
由(2)可知,。由以上结果可得,。
将两式带入可得。当且仅当,即时等号成立,取得最小值。
本题主要考查直线与圆锥曲线。
(1)根据题干条件,可以求出、的值,代入椭圆方程即可;
(2)①设出点坐标及直线方程,求出,的值,得到为定值;
②设出点坐标,联立直线与椭圆方程,根据题干条件求出斜率,利用均值不等式求出其取值范围即可。