Question

（本小題14分）已知直線經(jīng)過橢圓的左頂點(diǎn)A和上頂點(diǎn)D，橢圓的右頂點(diǎn)為，點(diǎn)是橢圓上位于軸上方的動點(diǎn)，直線與直線分別交于兩點(diǎn)。

（I）求橢圓的方程；
（Ⅱ）求線段的長度的最小值；
（Ⅲ）當(dāng)線段的長度最小時，在橢圓上是否存在這樣的點(diǎn)，使得的面積為？若存在，確定點(diǎn)的個數(shù)，若不存在，說明理由。

Answer 1

（I）；（Ⅱ）時，線段的長度取最小值
（Ⅲ）當(dāng)線段MN的長度最小時，在橢圓上存在2個不同的點(diǎn)，使得的面積為

試題分析：（1）由已知得，橢圓C的左頂點(diǎn)為A（-2，0），上頂點(diǎn)為D（0，1，由此能求出橢圓C的方程．（2）設(shè)直線AS的方程為y=k（x+2），從而M(，k)．由題設(shè)條件可以求出N(，-)，所以|MN|得到表示，再由均值不等式進(jìn)行求解
（3）在第二問的基礎(chǔ)上確定了直線BS的斜率得到直線方程，利用點(diǎn)到直線的距離得到l‘,然后得到分析方程組的解的個數(shù)即為滿足題意的點(diǎn)的個數(shù)。
解：（I）；故橢圓的方程為
（Ⅱ）直線AS的斜率顯然存在，且，故可設(shè)直線的方程為，從而
由得0
設(shè)則得，
從而即又
由得
故 
又
當(dāng)且僅當(dāng)，即時等號成立。
時，線段的長度取最小值
（Ⅲ）由（Ⅱ）可知，當(dāng)取最小值時，
此時的方程為
要使橢圓上存在點(diǎn)，使得的面積等于，只須到直線的距離等于，所以在平行于且與距離等于的直線上。設(shè)直線
則由解得或
當(dāng)時， 得，，故有2個不同的交點(diǎn)；
當(dāng)時，得，，故沒有交點(diǎn)；
綜上：當(dāng)線段MN的長度最小時，在橢圓上存在2個不同的點(diǎn)，使得的面積為
點(diǎn)評：解決該試題的關(guān)鍵是能利用橢圓的幾何性質(zhì)表述出|MN|，同時結(jié)合均值不等式求解最小值。