Грамматический словарь Зализняка (склонения слова):
Меланхоличка, меланхолички, меланхолички, меланхоличек, меланхоличке, меланхоличкам, меланхоличку, меланхоличек, меланхоличкой, меланхоличкою, меланхоличками, меланхоличке, меланхоличках
меланхоли́чка
-и, род. мн. -чек, дат. -чкам, ж. разг.
женск. к меланхолик.
меланхоли́чка
МЕЛАНХОЛИЧКА см. Меланхолик.
МЕЛАНХОЛ’ИЧКА, меланхолички (·книж. ). ·женск. к меланхолик.