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解析几何-三角形面积相关最值问题

✧ 难度:★★
✧ 特点:已知高(作为一个限制弦的条件),求弦长的最大值
✧ 来源:07陕西高考
已知椭圆C :2222b
y a x +=1(a >b >0)的离心率为36,短轴一个端点到右焦点的距离为3.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设直线l 与椭圆C 交于A 、B 两点,坐标原点O 到直线l 的距离为2
3,求△AOB 面积的最大值.
解:(Ⅰ)设椭圆的半焦距为c ,
依题意c a a ⎧=⎪⎨⎪=⎩
1b ∴=,∴所求椭圆方程为2213x y +=. (Ⅱ)设11()A x y ,,22()B x y ,.(1)当AB x ⊥
轴时,AB =.(2)当AB 与x 轴不垂直时,
设直线AB 的方程为y kx m =+.
=,得223(1)4
m k =+.把y kx m =+代入椭圆方程,整理得222(31)6330k x kmx m +++-=, 122631
km x x k -∴+=+,21223(1)31m x x k -=+.2
2221(1)()AB k x x ∴=+-22222223612(1)(1)(31)31k m m k k k ⎡⎤-=+-⎢⎥++⎣⎦ 222222222
12(1)(31)3(1)(91)(31)(31)k k m k k k k ++-++==++2422212121233(0)34196123696k k k k k k
=+=+≠+=++⨯+++≤. 当且仅当2219k k
=,
即k =时等号成立.当0k =
时,AB =综上所述max 2AB =. ∴当AB 最大时,AOB △
面积取最大值max 12S AB =⨯=. ✧ 难度:★★
✧ 特点:椭圆已知,直线过定点(由椭圆定),求三角形面积的最大值
✧ 来源:
已知椭圆的中心在坐标原点O ,焦点在x 轴上,椭圆的短轴端点和焦点所组成的四边形为正方形,两准线间的距离为4.
(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)直线l 过点P(0,2)且与椭圆相交于A 、B 两点,当ΔAOB 面积取得最大值时,求直线l 的方程.
解:设椭圆方程为).(0b a 1b y a x 2222>>=+(I )由已知得2222
c
b a 4
c 2a c
b +===⇒1
c 1b 2
a 222=== ∴所求椭圆方程为.1y 2
x 22
=+
(II )解法一:由题意知直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为2kx y +=,),(),,(2211y x B y x A 由1y 2x 2
kx y 22
=++=消去y 得关于x 的方程:068kx x 2k 122=+++)(
由直线l 与椭圆相交A 、B 两点,∴△02k 12464k 022>+-⇒>)(,
解得23k 2>,又由韦达定理得2212212k 16x x 2k 18k
x x +=⋅+-
=+ 2
12212212x 4x x x k 1x x k 1AB -++=-+=∴)(2416k 2k 1k 122
2
-++=. 原点O 到直线l 的距离2
k 12
d +=2222ADB 2k
132k 222k 12416k d AB 21S +-=+-=⋅=∴∆ 所以,所求直线方程为:042y x 14=+-±.
解法2:令)(0m 32k m 2>-=,则3m 2k 22+=,222m
4m 224m m 22S 2≤+=+=
∴. 当且仅当m
4m =即2m =时,22S ma x =此时214k ±=.所以,所求直线方程为042y x 14=+-±.
解法二:由题意知直线l 的斜率存在且不为零.
设直线l 的方程为2kx y +=,)(11y ,x A ,)(22y ,x B
则直线l 与x 轴的交点),(0k
2D - 由解法一知:23k 2>且2212212k 16x x 2k 18k
x x +=⋅+-
=+
解法1:2kx 2kx k 221y y OD 21S 2121AOB --+⋅=-⋅=
∆ 解法2:POA POB AOB S S S ∆∆∆-=
✧ 难度:★★
✧ 特点:椭圆差一个条件,直线过定点(由椭圆定),已知三角形面积的最大值确定椭圆 ✧ 来源:
已知中心在原点,焦点在x 轴上的椭圆的离心率为
2
2,21,F F 为其焦点,一直线过点1F 与椭圆相交于B A ,两点,且AB F 2∆的最大面积为2,求椭圆的方程. 解:由e =2
2得1:1:2::=c b a ,所以椭圆方程设为22222c y x =+设直线c my x AB -=:,由⎩⎨⎧=+-=22222c
y x c my x 得:02)2(222=--+c mcy y m 0)1(8)22(4)2(4422222222>+=+=++=∆m c m c m c c m 设),(),,(2211y x B y x A ,则21,y y 是方程的两个根 由韦达定理得⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧+-=+=+2222221221m c y y m mc y y 所以21224)(22212
2121++=-+=-m m c y y y y y y c c y y F F S ABF 222
121212∙=-=∆2122++m m =22222221221
1122c c m m c =∙≤+++ 当且仅当0=m 时,即x AB ⊥轴时取等号1,222==∴c c 所以,所求椭圆方程为12
22
=+y x ✧ 难度:★★

特点:椭圆方程已知,直线过定点,已知面积确定直线
✧ 来源:
已知椭圆C 的对称中心为原点O ,焦点在x 轴上,左右焦点分别为12,F F ,且12||F F =2点3(1,)2
在该椭圆上。

(I )
求椭圆C 的方程; (II ) 过1F 的直线l 与椭圆C 相交于A ,B 两点,若2AF B ∆,求以2F 为圆心且与直线l 相切的圆的方程。

✧ 难度:★★★
✧ 特点:将三角形面积表示为某个变量的函数
✧ 来源:石室高2015届周练2014-4-10 如图,椭圆Q :(a >b >0)的右焦点F (c ,0),过点F 的一动直线m 绕点F 转动,并且交椭圆于A 、B 两点,P 是线段AB 的中点
(1) 求点P 的轨迹H 的方程
(2) 在Q 的方程中,令a 2=1+cos θ+sin θ,b 2=sin θ(0<θ≤),确定θ的值,使原点距椭圆的右准线l 最远,此时,设l 与x
动到什么位置时,三角形ABD
解:如图,(1)设椭圆Q :(a >b >0上的点A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),又设P (x ,y ),则
1︒当AB 不垂直x 轴时,x 1≠x 2,
由(1)-(2)得b 2(x 1-x 2)2x +a 2(y 1-y 2)2y =0
∴b 2x 2+a 2y 2-b 2cx =0 (3)
2︒当AB 垂直于x 轴时,点P 即为点F ,满足方程(3)故所求点P 的轨迹方程为:b 2x 2+a 2y 2-b 2cx =0
(2)因为,椭圆 Q 右准线l 方程是x =,原点距l 22
22x y 1a b
+=2
π22
22x y 1a b
+=2222221122222222b x a y a b 1b x a y a b 2⎧⎪⎨⎪⎩+=…………()+=…………()212212y y b x y x x a y x c ∴-=-=--2
a c
的距离为,由于c 2=a 2-b 2,a 2=1+cos θ+sin θ,b 2=sin θ(0<θ≤) 则
=2sin (+) 当θ=时,上式达到最大值。

此时a 2=2,b 2=1,c =1,D (2,0),|DF|=1 设椭圆Q :上的点 A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),三角形ABD 的面积 S =|y 1|+|y 2|=|y 1-y 2|设直线m 的方程为x =ky +1,代入中,得(2+k 2)y 2+2ky -1=0由韦达定理得y 1+y 2=,y 1y 2=, 4S 2=(y 1-y 2)2=(y 1+y 2)2
-4 y 1y 2= 令t =k 2+1≥1,得4S 2=,当t =1,k =0时取等号。

因此,当直线m 绕点F 转到垂直x 轴位置时,三角形ABD 的面积最大。

2
a c
2π2a c ++2θ4π2
π2
2x y 12
+=1212122
2x y 12
+=22k 2k -+212k
-+2228k 1k 2(+)(+)28t 8821t 14t 2t
≤==(+)++。

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