圆锥曲线的面积问题 同步讲义--北师大版(2019)数学选必修1(含解析)

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圆锥曲线的面积问题 同步讲义--北师大版(2019)数学选必修1(含解析)

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圆锥曲线中的面积
知识点一 焦点三角形面积
椭圆 的焦点三角形面积,
双曲线 的焦点三角形面积 (其中点在椭圆或双曲线上).
直线过焦点的面积为:
,注意:为联立消去后关于的一元二次方程的二次项系数;

知识点二 直线与圆锥曲线中的三角形面积(以下以椭圆为例)
,适合一切题型,属于通法,但计算量会大些,
如图, (其中底为弦长,高为点到直线的距离)
直线方程:
,适合边角已知的题型;
拆补法,适合三角形某一顶点在坐标轴上的题型;如图,点在轴上,直线交轴于点,
(1)当是在轴异侧时,
(2)当是在轴同侧时,
注意: 不管在轴同侧还是异侧,公式依然成立.
同理:若点在轴类似可得.
【题型一】求三角形面积
【例1】已知双曲线:,斜率为的直线与双曲线交于轴上方的,两点,为坐标原点,直线,的斜率之积为,求的面积.
【详解】
【详解】设直线:,,,
联立,则,所以,;
解得或(舍去),所以,
:,令,得,
所以的面积为
变式1 已知椭圆C:,直线l过C的右焦点F,且和C交于点A,B,设O是坐标原点,若三角形OAB的面积是,求l的方程.
【例2】已知抛物线:的焦点,(为原点)和都是半径为1的圆.若和的公切线与抛物线交于,两点,求四边形的面积.
【答案】依题意可设:,即.
∵直线是和的公切线,且和的半径都是1,∴,解得,.
联立,消去可得.∴.
∴,.∴.
∴.
变式2 已知椭圆E:,过右焦点F做相互垂直的两条直线,,分别和E交点A,B,C,D,若由点A,B,C,D构成的四边形的面积是,求,的方程.
【例3】已知椭圆:,过的直线l与椭圆交于两点A,B,与直线交于点C,设O为坐标原点,若,求直线l的方程.
【答案】
【详解】依题意,设直线l的斜率为,则直线l的方程为,
设,,
联立,消y得,,
可得:①,②,
由,,,
,整理得③,
由①③得,,代入②,解得,
直线l的方程为或
变式3 已知方程:,点、,过点的直线交轨迹于、(位于第一象限)两点,若,求直线的方程.
【例4】已知椭圆, 为左右焦点.直线交椭圆于 两点,且.
若,斜率之积为,求证:的面积为定值.
【详解】设,由,
则,由,

,,即,

整理得:
所以
又O到AB的距离

所以为定值.
变式4 已知椭圆方程C:,过点椭圆上一点M且与C相切的直线交椭圆于A,B两点,射线MO交椭圆E于点N,试问的面积是否为定值 请说明理由.
知识点三 范围问题
1、求最值问题常用的两种方法
(1)几何法:题中给出的条件有明显的几何特征,可以通过找特殊的位置确定最值.
(2)代数法:题中给出的条件和结论的几何特征不明显,则可以建立目标函数,再求该函数的最值.求函数的最值常见的方法有基本不等式法、单调性法、导数法和三角换元法等,这就是代数法.
2、求取值范围问题的常用方法
构建所求几何量的单一变量的函数表达式,形如,并且进一步找到自变量范围,进而求出值域,即所求几何量的范围,通常会用到基本不等式的公式。
圆锥曲线经常用到的均值不等式形式列举:
(1)(注意分三种情况讨论);
(2),当且仅当时,等号成立;
(3),当且仅当时等号成立;
(4),当且仅当时,等号成立;
(5),
当且仅当时等号成立;
【题型二】三角形面积最值问题(利用双勾函数/基本不等式求最值)
【例5】已知椭圆,直线与椭圆相交于,两点,且以线段为直径的圆过椭圆的右顶点,求面积的最大值.
【详解】由题意,设直线的方程为,联立,整理可得:,
设,,,,则,,
因为以线段为直径的圆过椭圆的右顶点,所以
由,,,,则,
将,代入上式并整理得,
则,化简可得,解得:,或,
因为直线不过点,所以,故所以直线恒过点,.

设,则在,上单调递增,
当时,,所以的面积的最大值为.
【例6】“工艺折纸”是一种把纸张折成各种不同形状物品的艺术活动,在我国源远流长.某些折纸活动蕴含丰富的数学知识,例如:如图用一张圆形纸片,按如下步骤折纸:
步骤1:设圆心是E,在圆内异于圆心处取一定点,记为F;
步骤2:把纸片折叠,使圆周正好通过点F,此时圆周上与点F重合的点记为A;
步骤3:把纸片展开,并留下一道折痕,记折痕与AE的交点为P;
步骤4:不停重复步骤2和3,就能得到越来越多的折痕和越来越多的点P.
现取半径为8的圆形纸片,设点F到圆心E的距离为,按上述方法折纸.
以线段FE的中点为原点,的方向为x轴的正方向建立平面直角坐标系xOy,
记动点P的轨迹为曲线C.

(1)求曲线C的方程:
(2)若点Q为曲线C上的一点,过点Q作曲线C的切线交圆于不同的两点M,N.
(ⅰ)试探求点Q到点的距离是否为定值?若为定值,求出该定值;若不为定值,请说明理由;
(ⅱ)求面积的最大值.
【答案】(1);(2)(ⅰ)是定值,定值为4;(ⅱ)
【详解】(1)由题意可知:,则,
可知动点P的轨迹是以为焦点的椭圆,且,所以曲线C的方程为.
(2)①联立方程,消去y可得,
因为直线与曲线C相切,则,
整理可得,则原方程为,解得,
将代入直线,可得,
可知,且,则,为定值;
②由题意可知:圆的圆心为,半径,
因为到直线的距离,可得,
因为,则,可得,
则面积,
可知当,即时,取到最大值.
变式5 已知椭圆的左、右焦点分别是,,过的直线与椭圆相交于,两点.求面积的最大值及此时直线的方程.
变式6 已知椭圆,设为坐标原点,圆的切线与椭圆相交于,两点,求面积的最大值.
【例7】已知椭圆的左右焦点分别为,直线过右焦点,且它们的斜率乘积为,设分别与椭圆交于点和.若分别是线段和的中点,求面积的最大值.
【答案】
【详解】由题意,,设直线的方程为,,
则直线的方程为,,
联立消去得,所以
所以所以,
同理联立消去得,所以,
所以所以,即的中点.
所以,
当且仅当,即时取等号,所以的面积最大值为.
变式7 已知抛物线的焦点为,过的直线交于两点,过与垂直的直线交于两点,其中在轴上方,分别为的中点.
(1)证明:直线过定点;
(2)设为直线与直线的交点,求面积的最小值.
【题型三】四边形面积最值问题
【例8】已知椭圆和抛物线,椭圆的左,右焦点分别为,,过作两条互相垂直的直线和,其中直线交椭圆于,两点,直线交抛物线于,两点,求四边形面积的最小值.
【详解】①当直线的斜率不存在时,直线即为轴,与抛物线只有一个交点,不满足条件;
②当直线的斜率为0时,,为椭圆长轴两端点,
直线轴,,四边形的面积;
③当直线的斜率时,设直线的方程为,,,,,
联立直线与椭圆,消去可得,
则,.
则弦长,
设,,,,联立直线与抛物线,
消去可得,则,
由抛物线的定义,弦长,
由于,则四边形的面积,
令,则,即,
可知当时,即直线斜率时,四边形面积有最小值8;
综上,当直线斜率时,四边形面积有最小值8.
变式8 已知椭圆,已知过点的直线与椭圆交于,两点,若,求四边形面积的最大值.
【例9】已知椭圆:,设点,,若点,是曲线上两点,且在轴上方,满足,求四边形面积的最大值.
【答案】3
【详解】设为坐标原点,连接,延长交椭圆于点,连接,,,
由椭圆对称性可知:,
又,所以为平行四边形,又,
所以,,则,且,,三点共线,
所以四边形的面积为,
由题意知直线斜率不为0,设直线:,,,
联立,消去,得,
易知,则,,
所以,
又,所以点到直线的距离即为点到直线的距离,
而点到直线的距离为,
所以,
令,则,,
所以,
又,则,
所以当时,即时,四边形面积取得最大值,最大值为3.
变式9 椭圆,设分别是椭圆的左右顶点,点是直线上一动点,且满足直线与椭圆的另一个交点分别为两点,.当两点在轴上方时,求四边形的面积的取值范围.
【题型四】面积的比值
【例10】已知椭圆,设直线与椭圆相交于不同的两点、,为线段的中点,为坐标原点,射线与椭圆相交于点,且点在以为直径的圆上,记、的面积分别为、,求的取值范围.
【详解】当直线的斜率存在时,设直线,,,,,
由消去,得,
所以△,即,
所以,,
因为点在以为直径的圆上,所以,即,
所以,所以,
化简得,经检验满足△成立,所以线段的中点,,
①当时,,此时,
②当时,射线所在直线方程为,
由,消去,得,,
所以,所以,所以,.
综上,的取值范围为,.
【例11】已知点,双曲线的方程,已知直线且交双曲线右支于两点,直线分别交该双曲线斜率为正的渐近线于两点,设四边形和三角形的面积分别为和,求的取值范围.
【答案】
【详解】因为,所以,又,所以, 设直线,
联立,可得,所以,解得.
又因为双曲线斜率为正的渐近线为,直线,
可得,同理可得,


所以,即,所以.
变式10 设抛物线C:,直线是抛物线C的准线,且与x轴交于点B,过点B的直线l与抛物线C交于不同的两点M,N,是不在直线l上的一点,直线,分别与准线交于P,Q两点.
(1)证明::
(2)记,的面积分别为,,若,求直线l的方程.
变式11 已知点在双曲线C:上,如图,若直线l垂直于直线OA,且与C的右支交于P、Q两点,直线AP、AQ与y轴的交点分别为点M、N,记四边形MPQN与三角形APQ的面积分别为与,求的取值范围.
课后作业
已知椭圆E:,为椭圆的右顶点,为坐标原点,过点的直线与椭圆的另外一个交点为,线段的中点为,若,求三角形的面积.
已知双曲线:,动直线与双曲线恰有1个公共点,且与双曲线的两条渐近线分别交于点、,设为坐标原点.求证:的面积为定值.
3. 已知椭圆,已知点,,直线与椭圆交于,两点,求面积的最大值.
4. 在平面直角坐标系中,已知椭圆,过右焦点作两条互相垂直的弦,,设,中点分别为,.求面积的最大值.
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圆锥曲线中的面积
知识点一 焦点三角形面积
椭圆 的焦点三角形面积,
双曲线 的焦点三角形面积 (其中点在椭圆或双曲线上).
直线过焦点的面积为:
,注意:为联立消去后关于的一元二次方程的二次项系数;

知识点二 直线与圆锥曲线中的三角形面积(以下以椭圆为例)
,适合一切题型,属于通法,但计算量会大些,
如图, (其中底为弦长,高为点到直线的距离)
直线方程:
,适合边角已知的题型;
拆补法,适合三角形某一顶点在坐标轴上的题型;如图,点在轴上,直线交轴于点,
(1)当是在轴异侧时,
(2)当是在轴同侧时,
注意: 不管在轴同侧还是异侧,公式依然成立.
同理:若点在轴类似可得.
【题型一】求三角形面积
【例1】已知双曲线:,斜率为的直线与双曲线交于轴上方的,两点,为坐标原点,直线,的斜率之积为,求的面积.
【详解】
【详解】设直线:,,,
联立,则,所以,;
解得或(舍去),所以,
:,令,得,
所以的面积为
变式1 已知椭圆C:,直线l过C的右焦点F,且和C交于点A,B,设O是坐标原点,若三角形OAB的面积是,求l的方程.
【答案】
【详解】①若l斜率不存在,易知;
②若l斜率存在,设,,和C的方程联立得:
,,,
所以
点O到直线l的距离为,
所以,
解之得,,所以l的方程为或,
【例2】已知抛物线:的焦点,(为原点)和都是半径为1的圆.若和的公切线与抛物线交于,两点,求四边形的面积.
【答案】依题意可设:,即.
∵直线是和的公切线,且和的半径都是1,∴,解得,.
联立,消去可得.∴.
∴,.∴.
∴.
变式2 已知椭圆E:,过右焦点F做相互垂直的两条直线,,分别和E交点A,B,C,D,若由点A,B,C,D构成的四边形的面积是,求,的方程.
【答案】与的方程分别为:,
【详解】 ①若或斜率不存在,易知,不符合题意;
②若斜率存在,设,和的方程联立得:
,,,

设,同理可得,
所以
解得,,所以与的方程分别为:,,
【例3】已知椭圆:,过的直线l与椭圆交于两点A,B,与直线交于点C,设O为坐标原点,若,求直线l的方程.
【答案】
【详解】依题意,设直线l的斜率为,则直线l的方程为,
设,,
联立,消y得,,
可得:①,②,
由,,,
,整理得③,
由①③得,,代入②,解得,
直线l的方程为或
变式3 已知方程:,点、,过点的直线交轨迹于、(位于第一象限)两点,若,求直线的方程.
【答案】.
【详解】,则,则,设点、,则,
若直线与轴重合,则直线与曲线无公共点,
设直线的方程为,联立,可得,
,由韦达定理可得,可得,
,解得.
因为点在第一象限,即,则,所以,故直线的方程为.
【例4】已知椭圆, 为左右焦点.直线交椭圆于 两点,且.
若,斜率之积为,求证:的面积为定值.
【详解】设,由,
则,由,

,,即,

整理得:
所以
又O到AB的距离

所以为定值.
变式4 已知椭圆方程C:,过点椭圆上一点M且与C相切的直线交椭圆于A,B两点,射线MO交椭圆E于点N,试问的面积是否为定值 请说明理由.
【答案】面积为定值.
【详解】的面积为定值,理由如下:设,
①当直线斜率不存在时,过直线方程为,不妨令,则
此时,,由题可得,,故;
②当直线斜率不存在时,设过直线方程为该直线与椭圆C相切
得:①

,则直线MO的方程为:,
,,由题可得,M,N位于y轴两侧,故.即
设,,,,将直线代入椭圆的方程,可得
,由,可得,②
则有,,
所以,将①代入得:
由直线与轴交于,
则的面积为.故
综上:面积为定值.
知识点三 范围问题
1、求最值问题常用的两种方法
(1)几何法:题中给出的条件有明显的几何特征,可以通过找特殊的位置确定最值.
(2)代数法:题中给出的条件和结论的几何特征不明显,则可以建立目标函数,再求该函数的最值.求函数的最值常见的方法有基本不等式法、单调性法、导数法和三角换元法等,这就是代数法.
2、求取值范围问题的常用方法
构建所求几何量的单一变量的函数表达式,形如,并且进一步找到自变量范围,进而求出值域,即所求几何量的范围,通常会用到基本不等式的公式。
圆锥曲线经常用到的均值不等式形式列举:
(1)(注意分三种情况讨论);
(2),当且仅当时,等号成立;
(3),当且仅当时等号成立;
(4),当且仅当时,等号成立;
(5),
当且仅当时等号成立;
【题型二】三角形面积最值问题(利用双勾函数/基本不等式求最值)
【例5】已知椭圆,直线与椭圆相交于,两点,且以线段为直径的圆过椭圆的右顶点,求面积的最大值.
【详解】由题意,设直线的方程为,联立,整理可得:,
设,,,,则,,
因为以线段为直径的圆过椭圆的右顶点,所以
由,,,,则,
将,代入上式并整理得,
则,化简可得,解得:,或,
因为直线不过点,所以,故所以直线恒过点,.

设,则在,上单调递增,
当时,,
所以的面积的最大值为.
【例6】“工艺折纸”是一种把纸张折成各种不同形状物品的艺术活动,在我国源远流长.某些折纸活动蕴含丰富的数学知识,例如:如图用一张圆形纸片,按如下步骤折纸:
步骤1:设圆心是E,在圆内异于圆心处取一定点,记为F;
步骤2:把纸片折叠,使圆周正好通过点F,此时圆周上与点F重合的点记为A;
步骤3:把纸片展开,并留下一道折痕,记折痕与AE的交点为P;
步骤4:不停重复步骤2和3,就能得到越来越多的折痕和越来越多的点P.
现取半径为8的圆形纸片,设点F到圆心E的距离为,按上述方法折纸.以线段FE的中点为原点,的方向为x轴的正方向建立平面直角坐标系xOy,记动点P的轨迹为曲线C.

(1)求曲线C的方程:
(2)若点Q为曲线C上的一点,过点Q作曲线C的切线交圆于不同的两点M,N.
(ⅰ)试探求点Q到点的距离是否为定值?若为定值,求出该定值;若不为定值,请说明理由;
(ⅱ)求面积的最大值.
【答案】(1);(2)(ⅰ)是定值,定值为4;(ⅱ)
【详解】(1)由题意可知:,
则,
可知动点P的轨迹是以为焦点的椭圆,且,
所以曲线C的方程为.
(2)①联立方程,消去y可得,
因为直线与曲线C相切,则,
整理可得,则原方程为,解得,
将代入直线,可得,
可知,且,则,为定值;
②由题意可知:圆的圆心为,半径,
因为到直线的距离,
可得,
因为,则,
可得,
则面积,
可知当,即时,取到最大值.
变式5 已知椭圆的左、右焦点分别是,,过的直线与椭圆相交于,两点.求面积的最大值及此时直线的方程.
【详解】当直线垂直轴时,直线的方程为,代入椭圆方程可得,
此时,则;
当直线不垂直轴时,设直线方程为,联立,得,
,,

令,则,则,
综上:面积的最大值为,此时直线的方程为.
变式6 已知椭圆,设为坐标原点,圆的切线与椭圆相交于,两点,求面积的最大值.
【详解】设直线的方程:,,,,,
由到直线的距离,即,
联立方程组,消去,整理得,
则△,,,
则,
由,
当且仅当,即,时取等号,
所以,所以面积,
所以面积的最大值.
【例7】已知椭圆的左右焦点分别为,直线过右焦点,且它们的斜率乘积为,设分别与椭圆交于点和.若分别是线段和的中点,求面积的最大值.
【答案】
【详解】由题意,,设直线的方程为,,
则直线的方程为,,
联立消去得,所以
所以所以,
同理联立消去得,所以,
所以所以,即的中点.
所以,
当且仅当,即时取等号,所以的面积最大值为.
变式7 已知抛物线的焦点为,过的直线交于两点,过与垂直的直线交于两点,其中在轴上方,分别为的中点.
(1)证明:直线过定点;
(2)设为直线与直线的交点,求面积的最小值.
【答案】(1)证明见解析;(2)
【详解】(1)设,,由抛物线的对称性,不妨设,则,
设,由,得,,
故,,,,
所以,同理可得,
若,则直线,MN过点,
若,则直线,MN过点,
综上,直线过定点;
(2)设H为AD的中点,S为直线GM与AD的交点.
由M,H分别为AB,AD的中点知,所以,故,
设T为直线GN与AD的交点,同理可得,所以,
由(1)可得,同理可得,
所以,
当且仅当时等号成立,因此的面积的最小值为8.
【题型三】四边形面积最值问题
【例8】已知椭圆和抛物线,椭圆的左,右焦点分别为,,过作两条互相垂直的直线和,其中直线交椭圆于,两点,直线交抛物线于,两点,求四边形面积的最小值.
【详解】①当直线的斜率不存在时,直线即为轴,与抛物线只有一个交点,不满足条件;
②当直线的斜率为0时,,为椭圆长轴两端点,
直线轴,,四边形的面积;
③当直线的斜率时,设直线的方程为,,,,,
联立直线与椭圆,消去可得,
则,.
则弦长,
设,,,,联立直线与抛物线,
消去可得,则,
由抛物线的定义,弦长,
由于,则四边形的面积,
令,则,即,
可知当时,即直线斜率时,四边形面积有最小值8;
综上,当直线斜率时,四边形面积有最小值8.
变式8 已知椭圆,已知过点的直线与椭圆交于,两点,若,求四边形面积的最大值.
【详解】设直线的方程为,,,,,
则由,联立消可得,,,
因为,所以,所以,
令,所以,所以,
又因为在区间,上单调递增,所以,所以.
所以四边形的面积最大值为.
【例9】已知椭圆:,设点,,若点,是曲线上两点,且在轴上方,满足,求四边形面积的最大值.
【答案】3
【详解】设为坐标原点,连接,延长交椭圆于点,连接,,,
由椭圆对称性可知:,
又,所以为平行四边形,又,
所以,,则,且,,三点共线,
所以四边形的面积为,
由题意知直线斜率不为0,设直线:,,,
联立,消去,得,
易知,则,,
所以,
又,所以点到直线的距离即为点到直线的距离,
而点到直线的距离为,
所以,
令,则,,
所以,
又,则,
所以当时,即时,四边形面积取得最大值,最大值为3.
变式9 椭圆,设分别是椭圆的左右顶点,点是直线上一动点,且满足直线与椭圆的另一个交点分别为两点,.当两点在轴上方时,求四边形的面积的取值范围.
【答案】
【详解】如图所示,,根据对称性只需考虑,
所以直线的方程为,代入椭圆,得,
则,所以,同理,
因两点在轴上方时,所以,,即,
则,同理,
于是,
而,所以,
于是,所以,
令,所以,
所以,此时的取值范围为.
【题型四】面积的比值
【例10】已知椭圆,设直线与椭圆相交于不同的两点、,为线段的中点,为坐标原点,射线与椭圆相交于点,且点在以为直径的圆上,记、的面积分别为、,求的取值范围.
【详解】当直线的斜率存在时,设直线,,,,,
由消去,得,
所以△,即,
所以,,
因为点在以为直径的圆上,所以,即,
所以,所以,
化简得,经检验满足△成立,所以线段的中点,,
①当时,,此时,
②当时,射线所在直线方程为,
由,消去,得,,
所以,所以,所以,.
综上,的取值范围为,.
【例11】已知点,双曲线的方程,已知直线且交双曲线右支于两点,直线分别交该双曲线斜率为正的渐近线于两点,设四边形和三角形的面积分别为和,求的取值范围.
【答案】
【详解】因为,所以,又,所以, 设直线,
联立,可得,所以,解得.
又因为双曲线斜率为正的渐近线为,直线,
可得,同理可得,


所以,即,所以.
变式10 设抛物线C:,直线是抛物线C的准线,且与x轴交于点B,过点B的直线l与抛物线C交于不同的两点M,N,是不在直线l上的一点,直线,分别与准线交于P,Q两点.
(1)证明::
(2)记,的面积分别为,,若,求直线l的方程.
【答案】(1)证明见解析;(2)
【详解】(1)如图,设l:,,
联立,消去x得,则,且,
又AM:,令得,同理可得,
所以

,故.
(2)由(1)可得:,

由,得:,解得,
所以直线l的方程为.
变式11 已知点在双曲线C:上,如图,若直线l垂直于直线OA,且与C的右支交于P、Q两点,直线AP、AQ与y轴的交点分别为点M、N,记四边形MPQN与三角形APQ的面积分别为与,求的取值范围.
【答案】
【详解】由直线垂直于,可得直线的斜率为,
设直线的方程为,且,
联立方程组,整理得,
因为直线与双曲线的右支交于两点,则,解得,
可得,
则,
又由点到直线的距离为,
所以,
直线的方程为,令,可得,
直线的方程为,令,可得


所以的面积,
又由,则,
令,
可得函数在上单调递减,且,所以,
所以,即的取值范围为.
课后作业
已知椭圆E:,为椭圆的右顶点,为坐标原点,过点的直线与椭圆的另外一个交点为,线段的中点为,若,求三角形的面积.
【答案】
【详解】设直线l的方程为,则联立椭圆方程得:,设,
则,则,则,则,
则,解得:或(舍去),所以,当时,此时,直线为,所以,点O到直线l的距离为,
则三角形OPM的面积为,同理,当时,求得三角形OPM的面积为,
综上:三角形OPM的面积为
已知双曲线:,动直线与双曲线恰有1个公共点,且与双曲线的两条渐近线分别交于点、,设为坐标原点.求证:的面积为定值.
【详解】设直线与轴交于点,双曲线的渐近线方程为
由于动直线与双曲线恰有1个公共点, 且与双曲线的两条渐近线分别交于点,
当动直线的斜率不存在时, ,,,
当动直线的斜率存在时, 且斜率, 不妨设直线 ,
故由
依题意,且, 化简得 ,
故由 , 同理可求,,所以
又因为原点到直线的距离,
所以,又由,所以,
故的面积是为定值,定值为
3. 已知椭圆,已知点,,直线与椭圆交于,两点,求面积的最大值.
【详解】设点,,,,联立,消去,整理得:,
则△,所以,所以,
所以,,
所以,
到直线的距离为,
所以,

由,
当且仅当,即时,取等号,所以,
所以面积的最大值.
4. 在平面直角坐标系中,已知椭圆,过右焦点作两条互相垂直的弦,,设,中点分别为,.求面积的最大值.
【答案】.
【详解】当直线斜率均存在时,设,直线AB方程为,
由消去,得,
则有,点,而直线:,同理,
当时,直线MN斜率,
直线:,整理得,直线恒过定点,
当,即时,直线:过点,
当两条直线其中一条斜率不存在,一条直线斜率为0时,
不妨设斜率不存在,斜率为0,,直线:过点,
所以动直线过定点.

令,当且仅当取等号,,
函数在上单调递增,,
所以,即时,取得最大值.
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