Question

8．已知橢圓C的左、右焦點(diǎn)F₁，F(xiàn)₂在x軸上，左頂點(diǎn)為A，離心率e=$\frac{\sqrt{3}}{2}$，過原點(diǎn)O的直線（與x軸不重合）與橢圓C交于P，Q兩點(diǎn)，直線PA，QA分別與y軸交于M，N兩點(diǎn)，△PF₁F₂的周長為8+4$\sqrt{3}$．
（Ⅰ）求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程；
（Ⅱ）求$\overrightarrow{{F}_{1}M}•\overrightarrow{{F}_{1}N}$的值；
（Ⅲ）求四邊形MF₁NF₂面積的最小值．

Answer 1

分析 （Ⅰ）根據(jù)e=$\frac{c}{a}=\frac{\sqrt{3}}{2}$，2a+2c=8+4$\sqrt{3}$，求解即可；
（Ⅱ）設(shè)P（x₀，y₀），則Q（-x₀，-y₀），求出$\overrightarrow{{F}_{1}M}，\overrightarrow{{F}_{1}N}$的坐標(biāo)，然后求$\overrightarrow{{F}_{1}M}•\overrightarrow{{F}_{1}N}$的值即可；
（Ⅲ）先把四邊形MF₁NF₂面積表示出來，然后求其最小值即可．

解答 解：（Ⅰ）∵e=$\frac{c}{a}=\frac{\sqrt{3}}{2}$，2a+2c=8+4$\sqrt{3}$，
∴a=4，c=2$\sqrt{3}$，
∴b=2，
故橢圓的方程為：$\frac{{x}^{2}}{16}+\frac{{y}^{2}}{4}=1$
（Ⅱ）設(shè)P（x₀，y₀），則Q（-x₀，-y₀），且$\frac{{{x}_{0}}^{2}}{16}+\frac{{{y}_{0}}^{2}}{4}=1$，即${{x}_{0}}^{2}+4{{y}_{0}}^{2}=16$，
∵A（-4，0），
∴直線PA的方程為y=$\frac{{y}_{0}}{{x}_{0}+4}（x+4）$，
∴M（0，$\frac{4{y}_{0}}{{x}_{0}+4}$）．
同理，直線QA的方程為$y=\frac{{y}_{0}}{{x}_{0}-4}（x+4）$，
∴N（0，$\frac{4{y}_{0}}{{x}_{0}-4}$），
又F₁（-2$\sqrt{3}$，0），
∴$\overrightarrow{{F}_{1}M}=（2\sqrt{3}，\frac{4{y}_{0}}{{x}_{0}+4}）$，$\overrightarrow{{F}_{1}N}=（2\sqrt{3}，\frac{4{y}_{0}}{{x}_{0}-4}）$，
∴$\overrightarrow{{F}_{1}M}•\overrightarrow{{F}_{2}M}=12+\frac{16{{y}_{0}}^{2}}{-4{{y}_{0}}^{2}}$=12+$\frac{16{{y}_{0}}^{2}}{-4{{y}_{0}}^{2}}=8$
（Ⅲ）|MN|=|$\frac{4{y}_{0}}{{x}_{0}+4}-\frac{4{y}_{0}}{{x}_{0}-4}$|=|$\frac{-32{y}_{0}}{{x}_{{0}^{2}}-16}$|=|$\frac{-32{y}_{0}}{-4{{y}_{0}}^{2}}$|=|$\frac{8}{{y}_{0}}|$，
∴四邊形MF₁NF₂的面積S=$\frac{1}{2}|{F}_{1}{F}_{2}|•|MN|$=$\frac{16\sqrt{3}}{|{y}_{0}|}$，
∵|y₀|∈（0，2]，
∴當(dāng)y₀=±2時，S有最小值8$\sqrt{3}$．

點(diǎn)評 本題主要考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程，向量的數(shù)量積以及四邊形的面積，屬于中等題．