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(2012•河北模拟)如图,已知椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0),梯形ABCD(AB∥CD∥y轴,|AB|>|CD|)内接于椭圆C.(I)设F是椭圆的右焦点,E为OF(O为坐标原点)的中点,若直线AB,CD分别经过点E,F,

题目详情
(2012•河北模拟)如图,已知椭圆
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0),梯形ABCD(AB∥CD∥y轴,|AB|>|CD|)内接于椭圆C.
(I)设F是椭圆的右焦点,E为OF(O为坐标原点)的中点,若直线AB,CD分别经过点E,F,且梯形ABCD外接圆的圆心在直线AB上,求椭圆C的离心率;
(II)设H为梯形ABCD对角线的交点,|AB|=2m,|CD|=2n,|OH|=d,是否存在正实数λ使得
m−n
d
λb
a
恒成立?若成立,求出λ的最小值,若不存在,请说明理由.
▼优质解答
答案和解析
(I)设F(c,0),则E(
c
2
,0),D(c,
b2
a
),A(
c
2
b
4a2−c2
2a

由题意,梯形ABCD外接圆的圆心在直线AB上,则|AE|=|ED|,所以
b2(4a2−c2)
4a2
c2
4
+
b4
a2

化简得2a2=3c2,所以椭圆的离心率e=
c
a
6
3

(II)根据对称性知识,可得H在x轴上,设H(x0,0),则|x0|=d
设直线BD的方程为x=ty+x0,代入椭圆方程,消去x得(a2+b2t2)y2+2x0tb2y+
b2x
2
0
−a2b2=0
设B(x1,y1),D(x2,y2),则y1+y2=-
2x0tb2
a2+b2t2

由题意,m=|y1|,n=|y2|,且y1,y2异号
∵m>n>0
∴m-n=|y1+y2|=|-
2x0tb2
a2+b2t2
|=
2d|t|b2
a2+b2t2

m−n
d
2|t|b2
a2+b2t2
=
2b2
a2
|t|
|+b2|t|
2b2
2ab
b
a

∴存在正实数λ使得
m−n
d
λb
a
恒成立,且λ的最小值为1.