内容正文:
招式五:面积问题
例题1、已知椭圆C:(a>b>0)的离心率为短轴一个端点到右焦点的距离为。
(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,求△AOB面积的最大值。
解:(Ⅰ)设椭圆的半焦距为,依题意,所求椭圆方程为。
(Ⅱ)设,。(1)当轴时,。(2)当与轴不垂直时,
设直线的方程为。由已知,得。
把代入椭圆方程,整理得,
,。
。
当且仅当,即时等号成立。当时,,
综上所述。
当最大时,面积取最大值。
例题2、已知椭圆C:=1(a>b>0)的离心率为,短轴一个端点到右焦点的距离为.(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,求△AOB面积的最大值.
解:(Ⅰ)设椭圆的半焦距为,依题意,所求椭圆方程为.
(Ⅱ)设,.(1)当轴时,.(2)当与轴不垂直时,
设直线的方程为.由已知,得.
把代入椭圆方程,整理得,
,.
.
当且仅当,即时等号成立.当时,,综上所述.
当最大时,面积取最大值.
例题3、已知椭圆的左、右焦点分别为,.过的直线交椭圆于两点,过的直线交椭圆于两点,且,垂足为.(Ⅰ)设点的坐标为,证明:;
(Ⅱ)求四边形的面积的最小值.
解:(Ⅰ)椭圆的半焦距,由知点在以线段为直径的圆上,故,
所以,.(Ⅱ)(ⅰ)当的斜率存在且时,的方程为,代入椭圆方程,并化简得.设,,则
,;
因为与相交于点,且的斜率为,所以,.
四边形的面积.
当时,上式取等号.(ⅱ)当的斜率或斜率不存在时,四边形的面积.
综上,四边形的面积的最小值为.
练习1.己知椭圆的离心率为,点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过坐标原点的直线交C于P,Q两点,点P在第一象限,轴,垂足为E,连结QE并延长交C于点G.
①求证:是直角三角形;
②求面积的最大值.
【答案】(1)(2)①证明见解析;②
【解析】
【分析】
(1)解方程组即可;
(2)①设直线PQ的斜率为k.则其方程为,联立直线与椭圆方程得到坐标,再由QG与椭圆方程联立得到G点坐标,证明斜率乘积等于即可;②利用两点间的距离公式算得的长度,将三角形的面积用k表示,再结合双勾函数的单调性即可得到答案.
【详解】(1)由题意,,,,
解得,
所以椭圆的方程为:.
(2)①:设直线PQ的斜率为k.则其方程为.
由,得.
记,则,,.
于是直线