微专题37 椭圆中与面积有关的取值范围问题
取值范围类似于函数的值域,解析几何中几何量的取值范围问题,需要选择合适的变量构建出可解出范围的函数,是高中数学的传统难点.解决椭圆中的面积取值范围问题,关键在于找到构建面积的合理路径,设法简化表达式,将问题转化为常见的函数模型,从而求出取值范围.
x2y2
如图37-1所示,已知椭圆C:a2+b2=1(a>b>0)的左焦点
为F(-1,0),左准线方程为x=-2.
图37-1
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若A,B两点满足OA⊥OB(O为坐标原点),求△AOB面积的取值范围.
求椭圆中某个三角形的面积的最值或范围问题,一般是从
函数角度出发,本题也是如此,而构建函数是本题的关键,先是选择
变量,条件OA⊥OB启示本题应选直线OA(或OB)的斜率k为变量,根据三角形的几何特征,通过代数计算建立三角形的面积关于k的函数,然后利换元法求出最终结果.
x2
如图37-3所示,在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆E:2
+y2=1,点A是椭圆上异于长轴端点的任一点,F为椭圆的右焦点,直线AF与椭圆交于B点,直线AO与椭圆交于C点,求△ABC面积的最大值.
图37-3
x2y2x22
设椭圆E:16+4=1,P为椭圆C:4+y=1上任意一点,
过点P的直线y=kx+m交椭圆E于A,B两点,射线PO交椭圆E于点Q.如图37-4所示.
图37-4
OQ
(1)求OP的值;
(2)求△ABQ面积的最大值.
x22
如图37-5所示,已知椭圆C:2+y=1,设A1,A2分别为
椭圆C的左、右顶点,S为直线x=22上一动点(不在x轴上),直线A1S交椭圆C于点M,直线A2S交椭圆于点N,设S1,S2分别为△A1SA2,S1
△MSN的面积,求S的最大值.
2
图37-5
x2y2
已知点A(0,-2),椭圆E:a2+b2=1(a>b>0)的离心率为
323F是椭圆E的右焦点,直线AF的斜率为3,O为坐标原点.如2,
图37-6所示.
图37-6
(1)求E的方程;
(2)设过点A的直线l与E相交于P,Q两点,当△OPQ的面积最大时,
求l的方程.
x2
(2020·无锡模拟)在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:a2
y231
+b2=1(a>b>0)的离心率为2,且过点(3,2),点P在第四象限,A为左顶点,B为上顶点,PA交y轴于点C,PB交x轴于点D.如图37-7所示.
图37-7
(1)求椭圆C的标准方程; (2)求△PCD面积的最大值.
(本小题满分14分)(2019·苏北七市三模)如图37-8所示,在
x2y2
平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:a2+b2=1(a>b>0)的上顶点为
2a
A(0,3),圆O:x2+y2=4经过点M(0,1).
图37-8
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点M作直线l1交椭圆C于P,Q两点,过点M作直线l1的垂线l2交圆O于另一点N. 若△PQN的面积为3,求直线l1的斜率.
x2y21 (1)4+3=1;(2)±2. (1)因为椭圆C的上顶点为A(0 , 3),所以b=3,又圆
1
O : x2+y2=4a2经过点M(0 , 1),所以a=
2. …………………………………………………………………………………………2分(求出a)
x2y2
所以椭圆C的方程为4+3=1. …………………………………………………4分(求出椭圆方程)
46
(2)若l1的斜率为0,则PQ=3,MN=2,
46
所以△PQN的面积为3,不合题意,所以直线l1的斜率不为0.
…………………………………………………………………………………5分(检验l的斜率
1为0是否合理)
?x2y2
设直线l1的方程为y=kx+1,由?4+3=1,
?
y=kx+1)消
y,得(3+4k2)x2+8kx-8=0, 设P(x1 , y1),Q(x2 , y2),
-4k-26·2k2+1-4k+26·2k2+1
则x1=,x2=,
3+4k23+4k2所以|PQ|=(x1-x2)2+(y1-y2)2
22
461+k·2k+1…………………
=1+k2|x1-x2|=.8分(利用弦
3+4k2
长公式求出PQ)
1
直线l2的方程为y=-kx+1,即x+ky-k=0, |k|
圆心到直线的距离d= ,所以|MN|=22
1+k
k2
1-=1+k2
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