椭圆中三角形[1]

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椭圆焦点三角形(解析版)

椭圆焦点三角形(解析版)

微专题:椭圆的焦点三角形初探一.学习目标:掌握椭圆的焦点三角形及常见结论. 二.概念梳理:焦点三角形主要结论:椭圆定义可知:21F PF ∆中, (1). c F F a PF PF 2||,2||||2121==+. (2). 焦点三角形的周长为.22c a L +=①已知F 1,F 2是椭圆12222=+by a x )0(>>b a 的左、右焦点,过F 1的直线交椭圆于A ,B 两点,△ABF 2的周长是________.②椭圆12222=+by a x )0(>>b a 的左焦点为F ,直线x =m 与椭圆交于点A ,B ,△F AB的周长的最大值是a 4如图所示,设椭圆右焦点为F 1,AB 与x 轴交于点H ,则|AF |=2a -|AF 1|,△ABF 的周长为2|AF |+2|AH |=2(2a -|AF 1|+|AH |),∵△AF 1H 为直角三角形,∴|AF 1|>|AH |,当且仅当|AF 1|=|AH |,即F 1与H 重合时,△AFB 的周长最大,即最大周长为2(|AF |+|AF 1|)=4a ,(3).21221cos 12||||PF F b PF PF ∠+=. (4). 焦点三角形的面积为:2tan sin ||||212122121PF F b PF F PF PF S ∠=∠=. ①设1F 、2F 是椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的左、右焦点,P 是椭圆C 上的一个动点,则当P 为短轴端点时,12F PF ∠最大.②.S =12|PF 1||PF 2|sin θ=c |y 0|,当|y 0|=b ,即点P 为短轴端点时,S 取得最大值,最大值为bc ;(5). 假设焦点21F PF ∆的内切圆半径为r ,则r c a S )(+=.(6).焦半径公式:设),(00y x P 是椭圆上一点,那么01||ex a PF +=,02||ex a PF -=,推导:根据两点间距离公式:2201)(||y c x PF ++=,由于)0(,1220220>>=+b a by a x 代入两点间距离公式可得)1()(||2202201ax b c x PF -++=,整理化简即可得01||ex a PF +=. 同理可证得02||ex a PF -=.①[]22222,a b x e a ∈-=②焦半径的取值范围:ca PF c a +≤≤-1.③ 特别地:过焦点且垂直于长轴的弦叫通经,其长度为a b 22,ab PF 2=(7)设),(00y x P 是椭圆上一点,那么2022221x e c b PF PF +-=⋅→→,由于],0[220a x ∈,故我们有2022221x e c b PF PF +-=⋅→→[]222,b c b -∈(8)若约定椭圆12222=+by a x )0(>>b a ,21F F 、分别为左、右焦点;顶点),(00y x P 在第一象限;γβαβα=∠>=∠=∠212112),(,PF F F PF F PF ,则对于椭圆,离心率βαβαβαγsin sin )sin(sin sin sin 22++=+===a c a c e(9).焦点直角三角形:底角为90︒,有四个(四个全等,P 点为通径端点。

椭圆中相关三角形的面积问题

椭圆中相关三角形的面积问题

椭圆的焦点弦三角形的面积问题丁益祥特级工作室 张留杰众所周知,椭圆22221x y ab+=的焦点三角形12F P F 的面积为122tan2F P F S b θ∆=(其中12F PF θ∠=),当且仅当点P 与短轴端点重合时该三角形的面积最大,最大值为122S c b c b=⨯⨯=.而在椭圆中和两焦点相关的三角形还有“焦点弦2F P Q ∆”,其中PQ 是椭圆的过焦点1F 的弦(如图).此三角形的面积的求法不止一种,如212||F PQS c y y ∆=-(1y 、2y 分别为P 、Q 两点的纵坐标)等.那么该三角形的面积是否有最大值呢?最大值是多少?笔者在备课讨论过程中对此进行了探究.将弦PQ 绕焦点1F 旋转,不难发现2F P Q ∆的面积存在最大值.设直线PQ 的参数方程为cos ,sin .x c t y t θθ=-+⎧⎨=⎩(t 为参数,0θπ<<)代入椭圆方程得2222222(cos )sin b c t a t a b θθ-++=,整理得 2222224(cos sin )2cos 0b a t cb t b θθθ+-⋅-=,∴ 21222222cos cos sin cb t t b a θθθ+=+,4122222cos sin bt t b a θθ-=+.根据参数t 的几何意义,可得12||||cos sin PQ t t b a θθ=-==+22222222222(1sin )sin sin b abb a bc θθθ==-++.∴ 2212222112||||sin 2sin 22sin F PQ abS PQ F F c b c θθθ∆=⨯⋅=⨯⨯⋅+22222222sin 2sin sin sin acb acb bb c c θθθθ==++.∵ sin (0, 1]θ∈, ∴ 当22sin sin bc θθ=时,sin b cθ=.∴ 当1b c≥即b c ≥时,由函数22b yc t t=+的单调性,可得当sin 1θ=时,2FP QS ∆的最大值为222222acbeb b c=+;当b c <时,222F P QacbS ab ∆≤=,当且仅当sin b cθ=时,等号成立.综上可得:结论 椭圆的焦点为1F 、2F ,弦PQ 过焦点1F ,则(1)当椭圆的离心率e满足02e <≤时,2F P Q ∆面积的最大值为22eb ,此时弦PQ 垂直与长轴;(2)当椭圆的离心率e满足12e <<时,2F P Q ∆面积的最大值为a b ,此时弦PQ 与长轴的夹角为arcsin b c.。

椭圆焦点三角形的结论

椭圆焦点三角形的结论

椭圆焦点三角形的重要结论 已知椭圆)0(1:22
22>>=+b a b
y a x C ,P 为椭圆上一点,θ=∠21PF F . 结论1:21PF F ∆的周长为c a 22+
结论2:P PF F y c b PF PF S ===∆2tan sin 2122121θθ
结论3:当点P 位于短轴端点时,(1)顶角21PF F ∠最大;(2)21PF F S ∆也取得最大值bc
结论4:θ
cos 122
21+=⋅b PF PF 结论5:21PF PF ⋅的取值范围:
(1)因为22
21212a PF PF PF PF =⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+≤⋅(当且仅当a PF PF ==21,即点P 位于短轴端点时等号成立.)所以21PF PF ⋅的最大值为2a . (2)因为22
21cos 12b b PF PF ≥+=⋅θ
(当且仅当 0=θ,1cos =θ,即点P 位于长轴端点时等号成立).所以21PF PF ⋅的最小值为2b .
(3)],[2221a b PF PF ∈⋅(焦点三角形中],(2221a b PF PF ∈⋅) 结论6:椭圆的离心率β
αβαsin sin )sin(222121++=+===PF PF F F a c a c e 结论6:如果椭圆上存在点P 使得θ=∠21PF F ,则离心率2cos 122θ
-≥e ,即)1,2[sin θ
∈e
另外:如果椭圆上存在点P 使得θ=∠21PA A ,则离心率2cot 122θ
-≥e ,即
)1,2cot 1[2
θ-∈e。

椭圆焦点三角形内心坐标轨迹求法探讨

椭圆焦点三角形内心坐标轨迹求法探讨

2
2
2
tan ~一
2
tan - +tan 工二-
αu
F.F2=F.Z+F~=r •
2
2
y
tan- tan-' -
α
2
2

:.(α-c).
α
- tan 一一 tan~一

2
2

2
C
2c 。
ID
z
tan - tan~一
2
km.k 0 以下解 法 同解法二 。 m=主二1 …..e+l
解析几何的魅力在 于它 的综合性在平常的 学习 过程中多关 注知识点 的联系,加强 自
:AX+XF.+AY+YF2=2α ,:.2A X=2α-(F.Z+ZF2 )=2α-2c , :AX=α-c 。
于是 r=AX 斗=(时 )ωt ( 于 ) =(α-c) ωt子,
l-tan旦tan互
: .r=(a-c)'
tan - +tan 工二
αuαu
-::
2
2
, F.Z= ' 一 , F~=一--tan 一-
二=一一一 .2α,=2c.二at=c .b t=一一 .c "
a~
, 9;
2
e+ 1
故焦点 6AF.凡的内心I轨迹方程为 :47三-=l(y笋0) ,
cl-e ---'ce+l
1
由于 三主-=-主!_ 'C 2∞e 2b 2=一 (e 2-1 )C 2由 2b2=_e2c2+c2=e2( _c 2+a2) =甜,
设 F, 、几分别是 椭 圆至~ + ~2 =1 (α>b>O ) 的 左、右焦点 ,A 为椭圆上任意一 点(不在 直 线 2

椭圆最值问题三角形面积

椭圆最值问题三角形面积

我们要找出一个给定椭圆内三角形面积的最大和最小值。

首先,我们需要理解椭圆和三角形的基本性质,然后使用数学模型帮助我们解决这个问题。

假设椭圆的长轴为 a,短轴为 b。

三角形的三个顶点分别为 A(x1, y1), B(x2, y2) 和 C(x3, y3)。

根据题目,我们知道三角形的三个顶点都在椭圆上,所以:1) x1^2/a^2 + y1^2/b^2 = 12) x2^2/a^2 + y2^2/b^2 = 13) x3^2/a^2 + y3^2/b^2 = 1三角形的面积 S 可以用以下公式表示:S = 0.5 × |AB| × |AC| × sin(∠BAC)其中 |AB| 和 |AC| 是AB和AC的长度,∠BAC是角BAC的度数。

我们的目标是找到 S 的最大和最小值。

为了找到三角形面积的最大和最小值,我们需要解决以下优化问题:最大面积:maximize S约束条件:1) x1^2/a^2 + y1^2/b^2 = 12) x2^2/a^2 + y2^2/b^2 = 13) x3^2/a^2 + y3^2/b^2 = 14) x1, y1, x2, y2, x3, y3 >= 05) |x1 - x2| >= |y1 - y2|6) |x1 - x3| >= |y1 - y3|7) |x2 - x3| >= |y2 - y3|最小面积:minimize S约束条件:1) x1^2/a^2 + y1^2/b^2 = 12) x2^2/a^2 + y2^2/b^2 = 13) x3^2/a^2 + y3^2/b^2 = 14) x1, y1, x2, y2, x3, y3 >= 05) |x1 - x2| <= |y1 - y2|6) |x1 - x3| <= |y1 - y3|7) |x2 - x3| <= |y2 - y3|。

椭圆焦点三角形_五心_轨迹探究

椭圆焦点三角形_五心_轨迹探究

左 、 右 焦 点 , 点 P 在 楠 圆 C 上 ( 异 于 左 右 顶 点 ) , 通 常

称 为 楠 圆 的 焦 点 三 角 形 .
旁 三 角 形
的“
五心”( 内

外 、
心 、
重心
垂心


心 )
具 有 相 似 的 来 源 背 景 , 丰 富 的 几 何 性 质 , 统 的 一 向 量
表 示 . 当 它 们 和 圆 锥 曲 线 的 焦 点 三 角 形 结 合 时 , 则






■ ■




mn mn3
Al 设 则 x J (
y , :
),
i r i
故 内 心 1 的
轨 迹 方 程 为 + y 古 士 2 :c

= l ( x
1 ) .
解法五 设
F F ,



_
Z F PF si n


PF



s n i a
则 = ? , /

+ a


故旁心
Af
的 轨 迹 方 程 为 x
y ^ = a (

) .
收 稿 期 (

0 2


1 9 — 0 9
2 3 )
点 则 的 一 ,
的 内 心 G 的 轨 迹 是 椭 圆 , 其方
程 为
* C

+ a


C = F A F
+ A F P

椭圆的两种焦点三角形面积的最大值


皎 椭 圆E 于M 、N 两点 ( 左右顶点除外 ) ,则
当o < P < 时 ,A M N I ;  ̄ 面积 的最 大值为
轴 ); 一 2
上式可化简为- 厂 ( m )
, 结合 ( ) 式
当 ≥ 时 ,A M N t ;  ̄ 面积的最大值为a b 。
证 明:由于直线l 可以垂直x 轴 ,可设其方程为 x m y—c, 其中 m e R, 且m 不表示直线l 的斜率 ( 一般情况下是其斜率的倒数 ) 。再设
M( x , Y ) ,N( x , J 一 ) ,联立方程组可得
可 得 ≤ 等・ a 2 = ∞ , 即 = a 6 为 最 大 值 。
- e
取等条件为 f :1 P



1 b 。 z = a 2 b z , 消 去 x 可 得 6 ( 一 c ) 十 日 y = 扩

、 / : 、 / i r, 芝 , 由 此 可 司 得 6 。 : 。 : ( 1 一 , ,
F 胙 一条直线1 交椭 圆E 于M、 N 两点 ( 左右顶点除外 ),求 △ 的最大值o
面积
代人 ( )可得

解: 依 题 意 , 可 得 = 5 , b = 4 , c = பைடு நூலகம் , 离 心 率P = {

√ △
由几何关系 ,可知

点P 为椭 圆上任意一点 ( 左右焦点除外 ),求 A , 面积的最大 值。
注意到椭圆的离心率
: : 、

I =

解 :依题意 ,可得 a=2,b = √ 3,c :1 由结论 ( 1 ), 可知 面积的最大值为 哦 b c 。, / 3 例2 已知椭圆 £ + : 1 的左 右焦点分别为F 、 F , ,过其左焦点

椭圆焦点三角形面积公式

求解之答禄夫天创作运用公式设P为椭圆上的任意一点,角F1F2P=α , F2F1P=β, F1PF2=θ,则有离心率e=sin(α+β) / (sinα+sinβ), 焦点三角形面积S=b^2*tan(θ/2).证明方法一设F1P=m , F2P=n , 2a=m+n,由射影定理得2c=mcosβ+ncosα,e=c/a=2c/2a=mcosβ+ncosα / (m+n),由正弦定理e=sinαcosβ+sinβcosα/ (sinβ+sinα)=sin(α+β)/ (sinα + sinβ).证明方法二对焦点△F1PF2, 设PF1=m,PF2=n则m+n=2a在△F1PF2中,由余弦定理:(F1F2)^2=m^2+n^2-2mncosθ即4c^2=(m+n)^2-2mn-2mncosθ=4a^2-2mn(1+cosθ)所以mn(1+cosθ)=2a^2-2c^2=2b^2所以mn=2b^2/(1+cosθ)例题F1, F2是椭圆x^2/a^2+y^2/b^2=1(a>b>0)的焦点, PQ是过F1的一条弦, 求三角形PQF2面积的最年夜值【解】S△PQF2=S△QF1F2+S△QF1F2=1/2 * |y2-y1| *2c=c*|y2-y1|△QF1F2与△QF1F2底边均为F1F2=2c, 之后是联立直线方程与椭圆方程, 利用韦达定理暗示出|y2-y1|进行分析即可【|y1-y2| = √(1+1/k^2)[(y1+y2)^2 - 4y1y2] 】请你看下面的一个具体例题, 会对你有所启发的.设点F1是x^2/3+y^2/2=1的左焦点, 弦AB过椭圆的右焦点, 求三角形F1AB的面积的最年夜值.【解】a^2=3,b^2=2,c^2=3-2=1→→c=1 ∴F1F2=2c=2假设A在x上方, B在下方直线过(1,0)设直线是x-1=m(y-0)x=my+1代入2x^2+3y^2=6(2m^2+3)y^2+4my-4=0→→y1+y2=-4m/(2m^2+3),y1y2=-4/(2m^2+3)。

高二数学选修 椭圆中焦点三角形的性质及应用

高二数学选修 椭圆中焦点三角形的性质及应用定义:椭圆上任意一点与两焦点所构成的三角形称为焦点三角形。

性质一:已知椭圆方程为),0(12222>>=+b a by a x 两焦点分别为,,21F F 设焦点三角形21F PF 中,21θ=∠PF F 则2tan 221θb S PF F =∆。

性质二:已知椭圆方程为),0(12222>>=+b a by a x 左右两焦点分别为,,21F F 设焦点三角形21F PF ,若21PF F ∠最大,则点P 为椭圆短轴的端点。

证明:设),(o o y x P ,由焦半径公式可知:o ex a PF +=1,o ex a PF -=1 在21PF F ∆中,2122121212cos PF PF F F PF PF -+=θ21221221242)(PF PF c PF PF PF PF --+=1))((24124422122--+=--=o o ex a ex a b PF PF c a =122222--ox e a b 性质三:已知椭圆方程为),0(12222>>=+b a by a x 两焦点分别为,,21F F 设焦点三角形21F PF 中,21θ=∠PF F 则.21cos 2e -≥θ 证明:设,,2211r PF r PF ==则在21PF F ∆中,由余弦定理得:.2112221)2(222222222122e a c a r r c a -=--=-+-≥ 命题得证。

(2000年高考题)已知椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的两焦点分别为,,21F F 若椭圆上存在一点,P 使得,120021=∠PF F 求椭圆的离心率e 的取值范围。

简解:由椭圆焦点三角形性质可知.21120cos 20e -≥即22121e -≥- , 于是得到e 的取值范围是.1,23⎪⎪⎭⎫⎢⎣⎡ 性质四:已知椭圆方程为),0(12222>>=+b a by a x 两焦点分别为,,21F F 设焦点三角形21F PF ,,,1221βα=∠=∠F PF F PF 则椭圆的离心率βαβαsin sin )sin(++=e 。

高中数学 2.2.4 椭圆中焦点三角形的性质及应用教案 新人教A版选修1-1

甘肃省金昌市第一中学2014年高中数学 2.2.4 椭圆中焦点三角形的性质及应用教案 新人教A 版选修1-1,21θ=∠PF F 则2tan221θb S PF F =∆。

θcos 2)2(2122212212PF PF PF PF F F c -+==Θ)cos 1(2)(21221θ+-+=PF PF PF PF θθθcos 12)cos 1(244)cos 1(24)(222222121+=+-=+-+=∴b c a c PF PF PF PF 1222121sin sin tan 21cos 2F PF b S PF PF b θθθθ∆∴===+ 性质二:已知椭圆方程为),0(12222>>=+b a by a x 左右两焦点分别为,,21F F 设焦点三角形21F PF ,若21PF F ∠最大,则点P 为椭圆短轴的端点。

证明:设),(o o y x P ,由焦半径公式可知:o ex a PF +=1,o ex a PF -=1 在21PF F ∆中,2122121212cos PF PF F F PF PF -+=θ21221221242)(PF PF c PF PF PF PF --+=1))((24124422122--+=--=o o ex a ex a b PF PF c a =122222--ox e a b a x a ≤≤-0Θ 22a x o ≤∴性质三:已知椭圆方程为),0(12222>>=+b a b y a x 两焦点分别为,,21F F 设焦点三角形21F PF 中,21θ=∠PF F 则.21cos 2e -≥θ证明:设,,2211r PF r PF ==则在21PF F ∆中,由余弦定理得:1222242)(2cos 212221221221212212221--=--+=-+=r r c a r r c r r r r r r F F r r θ.2112221)2(222222222122e a c a r r c a -=--=-+-≥ 命题得证。

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椭圆中三角形(四边形)面积最值求解策略最值问题是一种典型的能力考查题,能有效地考查学生的思维品质和学习潜能,能综合考察学生分析问题和解决问题的能力,体现了高考在知识点交汇处命题的思想,是高考的热点,本文举列探求椭圆中三角形(四边形)面积最值问题的求解策略一 利用椭圆的几何性质(对称性、取值范围等)例1 已知椭圆)0(12222>>=+b a b y a x的右焦点是F (c,0),过原点O 作直线l 与椭圆相交于A,B 两点,求三角形ABF 面积的最大值。

分析:将三角形ABF 的面积分割成两个三角形的面积之和,并表示成关于点A 的坐标的函数,然后利用椭圆的取值范围求解解析:因为直线l 过原点,由椭圆的对称性知,A,B 两点关于原点对称,设点A (x 0,y 0)(y 0>0), 设三角形ABF 的面积为S ,则S=S △AOF + S △BOF =2S △AOF =cy 0, 0<y 0≤b,∴ S=cy 0≤bc.所以三角形ABF 面积的最大值是bc 。

点评: 将三角形ABF 的面积表示成关于点A 的坐标(x 0,y 0)y 0的一元一次函数,再利用椭圆的取值范围求最大值,是本题的解题技巧,若将三角形ABF 的面积表示成关于直线l 斜率的函数,则运算量要大许多。

二 利用基本不等式或参数方程例2 设椭圆中心在坐标原点,点A(2,0),C(0,1)是它的两个顶点,直线y=kx(k>0)与椭圆相交于B,D 两点,求四边形ABCD 面积的最大值 分析:将四边形ABCD 的面积分割成几个三角形的面积之和,并表示成关于k 或者点B 的坐标的函数,再求函数的最大值。

解析:因为点A(2,0),C(0,1)是椭圆的两个顶点,所以椭圆的方程是1242=+y x ,由椭圆的对称性知,点B,D 关于原点对称,设点B (x 0,y 0)(x 0>0),则120420=+y x ,即442020=+y x 。

设四边形ABCD 的面积为S ,则S=S △ABD + S △BCD =2S △AOB +2S △COB =|0A|×y 0+|0C|∙x 0=2y 0+x 0. 法一:120420=+y x 可设x 0=2cos θ,y 0=sin θ,∴S=2y 0+x 0=2sin θ+2cos θ=22sin(θ+450)≤22,当且仅当θ=450时取等号。

故四边形ABCD 面积的最大值是22。

法二: S=2y 0+x 0=200)2(y x +=00202044y x y x ++≤442020++y x =22,当且仅当2y 0=x 0=2时取等号。

故四边形ABCD 面积的最大值是22。

点评: 将四边形ABCD 的面积表示成关于点B 的坐标(x 0,y 0)的二元函数,再利用基本不等式或参数求最大值,是本题的解题技巧,若将四边形ABCD 的面积表示成关于k 的函数,则运算量要大许多。

三 巧设直线方程,简化运算 例3 已知椭圆C: 122=+y x ,若经过椭圆右焦点F 2作直线l 交椭圆于A,B 两点,求1ABF ∆面积的最大值。

分析: 直线l 过x 轴上的一点,故可设直线l 方程为1+=my x 可简化讨论和运算,不会出错,认真领会。

解 :设直线AB 的方程为1+=my x ()R m ∈把1+=my x 代入122=+y x 得()0964322=-++my y m ①显然0>∆设A ()11,y x ,B ()22,y x 则=-⨯⨯=21212y y S 21y y -又因为=+21y y 4362+-m m,=⋅21y y 4392+-m ,=-221)(y y 4)(221-+y y 21y y ⋅=48222)43(33++m m 令233m t +=则,3≥t =-221)(y y t 148+由于函数tt y 1+=在[)+∞,3上单调递增,所以3101≥+t t 故9)(221≤-y y 即3≤S 故1ABF ∆面积的最大值等于3.点评:解析几何的最值求解离不开目标函数的建立,因目标函数引入变量的背景不同,求法也不同,具体求最值可用到配方法,不等式法,换元法等。

四 构造关于k 的函数求最值 例4 过点P(3,0)的直线l 与椭圆1322=+y x 相交于不同的两点E,F ,求∆OEF (O 为坐标原点)面积的最大值.分析:将∆OEF 的面积分割成两个三角形的面积之差,并表示成关于k 的函数,然后利用换元法、配方法求最大值。

解析:显然直线l 的斜率存在,设直线l 方程为:y=k(x-3)(k ≠0)代入1322=+y x 消去y 整理得(k 2+3)x 2-6k 2x+9k 2-3=0,=∆36k 4-4(k 2+3) (9k 2-3)>0,得0<k 2<83.而S △OEF =|S △OPE -S △OPF |=23|y 1-y 2|= 23×|k|×|x 1-x 2|=23|k|()212214x x x x -+=3962492442++-k k k k 令k 2=t,则()83,0∈t ,S △OEF =39624922++-t t t t再令t+3=m, S △OEF =3241532432-+-mm ,m ∈(3,383),配方易求得t=173时,∆OEF 面积的最大值为23。

点评:利用面积分割,简化运算,注意∆>0是直线与椭圆相交于不同两点的充要条件,任何时候不能忘,求k 取值范围不能忽视。

五 构造关于b 的函数求最值 例5 已知椭圆14222=+y x ,过椭圆上的点P(1,2)作倾斜角互补的两条直线PA ,PB 分别交椭圆于A ,B 两点。

(1)求证直线AB 的斜率为定值2(2)求PAB ∆面积的最大值。

分析:利用(1)结论以b 为变量构造函数,用弦长和点到直线距离求面积。

解析:(1)略(2)由(1)可设直线AB 的方程为:y=2x+b 代入14222=+y x 得4x 2+22bx+b 2-4=0,()0416822>--=∆b b ,b 2<8. 设A ()11,y x ,B ()22,y x , AB|=()221+()212214x x x x -+=2243b -,点P到直线AB的距离d=3b ,⋅=⋅=∴∆b d AB S PAB 2121224b -=()16422221+--b ≤2,当且仅当b=±2时取等号,所以PAB ∆面积的最大值是2。

点评:本题综合考查了直线与椭圆的位置关系,点到直线距离公式,三角形面积求法等知识。

变式练习:六 利用垂直关系求四边形面积最值 例 6 P,Q,M,N 四点都在椭圆1222=+y x 上,F 为椭圆在y 轴正半轴上的焦点,已知=1λ,MF =2λFN ,且MF PF ⋅=0,求四边形PMQN 的面积的最大值和最小值。

分析:利用垂直关系建立面积关于k 的函数,然后运用单调性求最值解析:由条件知MN 和PQ 是椭圆的两条弦,相交于焦点F(0,1),且P Q ⊥MN,直线PQ,MN 中至少有一条存在斜率,不妨设PQ 的斜率为k ,又PQ 过点F(0,1),故PQ 方程为y=kx+1.代入椭圆122=+y x 中得(2+k 2)x 2+2kx-1=0, 设P ()11,y x ,Q ()22,y x 则|PQ|=21k +()212214x x x x -+=()222122k k ++①当k ≠0时,MN的斜率为-k 1,用-k 1代换k 可推得|MN|=()()()21212122k-+-+,故四边形面积S=21|PQ||MN|=212224252k kk k ⎛⎫ ⎪⎝⎭++++,令u=k 2+21k,得S=()()u uu 251252412+++-=,因为u=k 2+21k ≥2,当k=±1时,u=2,S=916且S 是以u 为自变量的增函数,所以916≤S<2,②当k=0时,MN 为椭圆长轴,|MN|=22,|PQ|=2,S=21|PQ||MN|=2, 综合①②知,四边形PMQN 面积的最大值为2,最小值为916。

点评:本题综合考查了向量共线、垂直,弦长求法,直线与椭圆的位置关系,四边形面积,函数最值求法等知识。

分类讨论思想及综合运用知识解题能力。

例7、已知抛物线x 2=4y 的焦点为F ,过焦点F 且不平行于x 轴的动直线l 交抛物线于A,B 两点,抛物线在A,B 两点处的切线交于点M 。

(1)求证:A,M,B 三点的横坐标成等差数列;(2)设直线MF 交该抛物线于C,D 两点,求四边形ABCD 面积的最小值。

解析:(1)由已知,得F (0,1),显然直线AB 的斜率存在且不为0,则可设直线AB 的方程为y=kx+1(k ≠0),A ()11,y x ,B ()22,y x ,由⎩⎨⎧+==142kx y y x ,消去y ,得x 2-4kx-4=0,显然∆=16k 2+16>0.∴x 1+x 2=4k, x 1x 2=-4,由x 2=4y ,得y=41x 2, ∴y '=21x, ∴直线AM 的斜率为k AM =21x 1. 直线AM 的方程为y-y 1=21x 1(x-x 1),又x 12=4y 1, ∴直线AM 的方程为x 1x=2(y+y 1)①同理,直线BM 的方程为x 2x=2(y+y 2)②由②-①并据x 1≠x 2,得,点M 的横坐标x=21( x 1+x 2). 即A,M,B 三点的横坐标成等差数列。

(2)由①②易得y=-1, ∴点M 的坐标为(2k,-1) (k ≠0). ∴k MF =k k 122-=-,则直线MF 的方程为y=k 1-x+1,又|AB|=21k +()212214x x x x -+=4(k 2+1).用1-代换k 得|CD|=()211k-+()212214x x x x -+=4(21k +1), k MF k AB =-1, ∴A B ⊥CD.∴S ABCD =21|AB||CD|=8(21k +1) (k 2+1)=8(k 2+21k+2)≥32, 当且仅当k=±1时取等号,所以四边形ABCD 面积的最小值我32.。

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