椭圆焦点三角形的面积问题——讲义【题型突破】2023届高考数学一轮之考点微综合(新人教A版2019)(Word含答案)

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椭圆焦点三角形的面积问题——讲义【题型突破】2023届高考数学一轮之考点微综合(新人教A版2019)(Word含答案)

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【题型突破】2023年高考数学一轮之考点微综合(新人教A版2019)
椭圆焦点三角形的面积问题
【考点梳理】
焦点三角形:椭圆上的点P(x0,y0)与两焦点构成的△PF1F2叫做焦点三角形. r1=|PF1|,r2=|PF2|,∠F1PF2=θ,△PF1F2的面积为S,则在椭圆+=1(a>b>0)中:
①焦点三角形的周长为2(a+c);
②4c2=r+r-2r1r2cosθ;
③当r1=r2时,即点P的位置为短轴端点时,θ最大;
④S=r1r2sinθ=b2tan=c,当=b时,即点P的位置为短轴端点时,S取最大值,最大值为bc.
【题型归纳】
一、求椭圆焦点三角的面积
1.已知点是椭圆上一点,是其左右焦点,且,则三角形的面积为_________
2.已知点是椭圆上的点,点是椭圆的两个焦点,若中有一个角的大小为,则的面积为______.
3.设是椭圆的两个焦点,P是椭圆上的点,且,则的面积为( )
A. B. C.4 D.6
4.设是椭圆的两个焦点,是椭圆上一点,且.则的面积为( )
A.6 B. C.8 D.
5.已知点F1,F2分别是椭圆的左右焦点,点M在椭圆C上,且满足,则的面积为___________.
6.已知椭圆的焦点为,,若椭圆C上存在一点P,使得,且△的面积等于4.则实数b的值为___________.
二、椭圆焦点三角形面积的最值问题
7.已知、为椭圆的左、右焦点,M为上的点,则面积的最大值为( )
A. B.2 C. D.4
三、已知椭圆焦点三角形面积求边
8.设、是椭圆的两个焦点,为坐标原点,点在上,且的面积为,则( )
A. B. C. D.
9.已知分别是椭圆的左,右焦点,点M是椭圆C上的一点,且的面积为1,则椭圆C的短轴长为( )
A.1 B.2 C. D.4
四、与内切圆相结合
10.已知椭圆两焦点、,为椭圆上一点,若,则的内切圆半径为______
五、与平面向量相结合
11.已知是椭圆上的点,、分别是椭圆的左、右焦点,若,则的面积为( )
A. B. C. D.9
12.已知、是椭圆的两个焦点,P为椭圆C上一点,且.若的面积为9,求实数b的值.
【巩固训练】
一、单选题
13.已知点在椭圆上,与分别为左、右焦点,若,则的面积为( )
A. B. C. D.
14.已知椭圆:,,分别为它的左右焦点,,分别为它的左右顶点,点是椭圆上的一个动点,下列结论中错误的是( )
A.离心率 B.的周长为18
C.直线与直线斜率乘积为定值 D.若,则的面积为8
15.已知椭圆的左 右焦点分别为,,点是椭圆上一点,点是线段上一点,且,,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
二、多选题
16.椭圆的左、右焦点分别为,,点P在椭圆C上,若方程所表示的直线恒过定点M,点Q在以点M为圆心,C的长轴长为直径的圆上,则下列说法正确的是( )
A.椭圆C的离心率为 B.的最大值为4
C.的面积可能为2 D.的最小值为
17.已知椭圆,若P在椭圆上,、是椭圆的左、右焦点,则下列说法正确的有( )
A.若,则 B.面积的最大值为
C.的最大值为 D.满足是直角三角形的点有个
18.已知椭圆的左、右焦点分别是,,为椭圆上一点,则下列结论正确的是( )
A.的周长为6 B.的面积为
C.的内切圆的半径为 D.的外接圆的直径为
19.双曲线的左,右焦点分别为,,点P在C上.若是直角三角形,则的面积为( )
A. B. C.4 D.2
20.已知P是椭圆:上的动点,过直线与椭圆交于两点,则( )
A.的焦距为 B.当为中点时,直线的斜率为
C.的离心率为 D.若,则的面积为1
21.设椭圆的左右焦点为,,是上的动点,则下列结论正确的是( )
A.离心率
B.面积的最大值为
C.以线段为直径的圆与直线相切
D.的最小值为0
三、填空题
22.设是椭圆的两个焦点,是椭圆上的点,且,则的面积等于_______.
23.已知F1,F2是椭圆的两个焦点,点P在椭圆上,⊥x轴,则的面积为_________.
四、解答题
24.设椭圆的左、右焦点分别为、,点P,Q为椭圆C上任意两点,且,若的周长为8,面积的最大值为2.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设椭圆C内切于矩形ABCD(椭圆与矩形四条边均相切),求矩形ABCD面积的最大值.
25.已知椭圆的两焦点分别为、,为椭圆上一点,且.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若点在第二象限,,求△的面积.
26.已知圆圆心为M,定点,动点A在圆M上,线段AN的垂直平分线交线段MA于点P
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)若点Q是曲线C上一点,且,求的面积.
试卷第1页,共3页
参考答案
1.
【分析】由椭圆方程可得,利用椭圆定义和余弦定理可构造方程求得,由三角形面积公式可求得结果.
【详解】由椭圆方程知:,,则;
由椭圆定义知:,
由余弦定理得:,
,解得:,
.
故答案为:.
2.或##或
【分析】由椭圆方程可求得;当时,由焦点三角形面积公式可求得;当时,利用余弦定理可构造方程求得,由三角形面积公式可得结果.
【详解】由椭圆方程知:,,则;
若,则;
若,设,则,
由余弦定理得:,解得:,

同理可得:当时,.
综上所述:的面积为或.
故答案为:或.
3.D
【分析】根据椭圆的定义求出,从而判断出为直角三角形,然后即可求出的面积.
【详解】易知,,所以,,即,
由椭圆的定义,知,又因为,
所以,又,
所以为直角三角形,所以.
故选:D.
4.B
【分析】利用椭圆的几何性质,得到,,进而利用得出,进而可求出
【详解】解:由椭圆的方程可得,
所以,得
且,,
在中,由余弦定理可得

而,所以,,
又因为,,所以,
所以,
故选:B
5.1
【分析】设,则可得,再由可得,而点在椭圆上,则有,求出,从而可求出的面积
【详解】由题意可得,则,
设,则,
因为,
所以,所以,
因为点在椭圆上,
所以,
解得,
所以的面积为,
故答案为:1
6.2
【分析】由三角形面积公式、向量数量积的坐标表示及P在椭圆上列方程可得、,即可求参数b.
【详解】由题设,,且,可得,
又,则,
综上,,又,则.
故答案为:2
7.A
【分析】由于为定值,所以当点到的距离最大时,面积取得最大值,即当与短轴的一个端点重合时,面积的最大
【详解】由,得,
所以,
由椭圆的性质可知当与短轴的一个端点重合时,面积的最大,
所以面积的最大值为

故选:A
8.A
【分析】根据三角形的面积可求得点的坐标,由此可求得的值.
【详解】在椭圆中,,,则,所以,,
,所以,所以,
则,
故选:A.
9.B
【分析】首先分别设,,再根据椭圆的定义和性质列出等式,即可求解椭圆的短轴长.
【详解】设,,
所以,即,
即,得,短轴长为.
故选:B
10.##
【分析】根据椭圆的方程求得,得,设出,,利用余弦定理可求得的值,得到△的面积,再由等面积法求出△内切圆的半径.
【详解】由题意方程可得,,,,即,
设,,
则根据椭圆的定义可得:,①
在中,,
根据余弦定理可得:,②
联立①②得,
,
设△内切圆半径为,
△的周长为,面积为,
则 ,

故答案为:
11.A
【分析】由已知可得,然后利用余弦定理和椭圆定义列方程组可解.
【详解】因为,
所以,

记,则,
②2-①整理得:,所以
故选:A
12.
【分析】由题意以及椭圆的几何性质列方程即可求解.
【详解】因为,所以,
所以为直角三角形,
,,

即,

所以,所以.所以;
综上,b=3.
13.A
【分析】由椭圆的定义结合余弦定理解得,通过三角形面积公式即可求得答案.
【详解】由, ,又,解得,
.
故选:A.
14.D
【分析】根据离心率的定义可判断A;利用椭圆的定义可判断B;求出可判断C;利用勾股定理以及椭圆的定义求出可判断D.
【详解】由,可得,,,
A,离心率,故A正确;
B,的周长为,故B正确.
C,设,,故C正确;
D,,,
又因为,所以,
即,解得,
所以,故D错误.
故选:D
15.B
【分析】由椭圆定义得,由余弦定理可得,再由三角形面积公式得和的关系,从而求得,然后可得离心率.
【详解】解:设,,则,
由余弦定理得,
即,
所以,
因为,
所以,
整理得,即,整理得,
所以,,,
故选:B.
16.ABD
【分析】A:根据椭圆方程可直接求得,,,和离心率;B:由椭圆的定义可得,结合不等式代入运算;C:点P位于椭圆的上、下顶点时,的面积取得最大,计算判断;D:利用椭圆定义和圆的性质转化处理.
【详解】对于选项A,由椭圆C的方程知,,,所以离心率,故选项A正确;
对于选项B,由椭圆的定义可得,所以,即的最大值为4,故选项B正确;
对于选项C,当点P位于椭圆的上、下顶点时,的面积取得最大值,故选项C错误;
对于选项D,易知,则圆,所以,故选项D正确,
故选:ABD.
17.ABC
【分析】利用余弦定理可判断A选项;利用三角形的面积公式可判断B选项;利用椭圆的定义可判断C选项;利用平面向量的数量积可判断D选项.
【详解】在椭圆中,,,,且,
对于A选项,当时,则,
由余弦定理可得,
因为,所以,,A对;
对于B选项,当点为椭圆的短轴顶点时,点到轴的距离最大,
所以,面积的最大值为,B对;
对于C选项,因为,即,
所以,,C对;
对于D选项,当或时,为直角三角形,此时满足条件的点有个,
当为直角顶点时,设点,则,
,,,
所以,,,此时,满足条件的点有个,
综上所述,满足是直角三角形的点有个,D错.
故选:ABC.
18.ABC
【分析】求得,进而求得,由此对选项进行分析,从而确定正确选项.
【详解】椭圆的左、右焦点分别是,,
为椭圆上一点,,
所以.
所以的周长为,A正确.
的面积为,B正确.
设的内切圆的半径为,则,C选项正确.
为锐角,

所以的外接圆的直径为,D选项错误.
故选:ABC
19.AC
【分析】根据双曲线方程求出,再根据对称性只需考虑或.当时,将代入双曲线方程,求出,即可求出三角形面积,当时,由双曲线的定义可知,再由勾股定理求出,即可得解;
【详解】解:由双曲线可得.根据双曲线的对称性只需考虑或.
当时,将代入可得,所以的面积为.
当时,由双曲线的定义可知,
,由勾股定理可得.
因为,
所以,此时的面积为
综上所述,的面积为4或.
故选:.
20.CD
【分析】由题知,,进而根据离心率公式和焦距可判断A,C;对于B,利用中点弦的直线的斜率公式直接计算即可判断;对于D选项,结合椭圆定义得,进而计算面积即可判断.
【详解】解:由题知,所以,故焦距为,故A选项错误;
对于B选项,当为中点时,由中点弦公式得,故B选项错误;
对于C选项,椭圆的离心率为,故C选项正确;
对于D选项,,则,即,代入数据得,
所以的面积为,故D选项正确;
故选:CD
21.CD
【分析】求出离心率可判断A;计算面积的最大值可判断B;求出圆的方程,再判断圆心到直线的距离与半径的关系可判断C;设进行数量积的坐标运算结合可判断D,进而可得正确选项.
【详解】对于A:由椭圆可知,,,,
所以左、右焦点分别为,,离心率,故选项A错误;
对于B:,当点与椭圆的上下顶点重合时,面积的最大,
所以面积的最大值为,故选项B错误;
对于C:以线段为直径的圆的圆心,半径为1,
由圆心到直线的距离,
所以以线段为直径的圆与直线相切,故选项C正确;
对于D:设,,
,则的最小值为,
故选项D正确;
故选:CD.
22.
【分析】先利用定义求出的各边,再求出,即可求出的面积.
【详解】由,且,
在中,∠
.
故答案为:
23.##
【分析】⊥x轴可得P点横坐标,再根据点P在椭圆上,求出P的纵坐标,代入三角形面积公式即可求解.
【详解】由题意不妨设﹣,0),,0),
∵P⊥x轴,∴P(,±),
∵△P的面积=|P|||=2=,
故答案为:.
24.(1)
(2)12
【分析】(1)根据椭圆的定义可知,即可求出,再根据及、、的关系计算可得;
(2)当矩形ABCD中有一条边与坐标轴平行时,直接求出矩形的面积,当矩形ABCD的边都不与坐标轴平行时,设出直线方程,联立直线与椭圆方程,消元、根据求出,同理得,再由平行线之间的距离公式求出,,即可求出,最后利用基本不等式计算可得;
(1)
解:由得P、、Q三点共线,
因为三角形的周长为8,即,
所以,则.
当P点为椭圆上或下顶点时的面积最大,
即,
由,解得,
所以椭圆C的方程为.
(2)
解:当矩形ABCD中有一条边与坐标轴平行时,则另外三条边也与坐标轴平行,
矩形ABCD的两条边长分别为,,
此时.
当矩形ABCD的边都不与坐标轴平行时,由对称性,
不妨设直线AB的方程为:,则CD的方程为:,
AD的方程为:,BC的方程为:.
由,得,
令得,同理得,
矩形ABCD的边长分别为,,
∴,

当且仅当时取等号,所以矩形ABCD面积的最大值是12.
综上所述,矩形ABCD面积的最大值是12.
25.(1)
(2)
【分析】(1)根据椭圆的定义得,进而得答案;
(2)根据余弦定理,结合椭圆定义,解决焦点三角形的面积问题即可.
(1)
解:∵椭圆的两焦点分别为、,
∴设椭圆的方程为,,

.,
椭圆的标准方程为.
(2)
解:在△中,由余弦定理得,
即,



26.(1)
(2)
【分析】(1)根据题意中的几何关系,判断动点的轨迹为椭圆,写出其方程即可;
(2)利用椭圆定义结合余弦定理,即可求得,再求三角形面积即可.
(1)
由已知,故,
所以P点轨迹是以M、N为焦点的椭圆,
设P点轨迹方程为,则,
所以P点轨迹方程为.
(2)
不妨设,由椭圆定义可得,又,
则在中,由余弦定理可得:,
解得.
故的面积.

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