内容正文:
专题八 圆锥曲线中的面积问题
圆锥曲线面积问题是高考热点,在高考中常常涉及此类问题且位于难题的位置.本专题以圆锥曲线中的具体问题入手,通过对解决方法进行总结辨析,使学生能够根据问题的条件寻找与设计更合理、更简捷的运算途径,并引导学生发现这类问题所具有的更一般性规律.
1.直击高考
例题1.(2018浙江,21题)如图,已知点P是y轴左侧不含y轴一点,抛物线C:上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上.
Ⅰ设AB中点为M,证明:PM垂直于y轴;
Ⅱ若P是半椭圆上的动点,求面积的取值范围.
【分析】
本题考查抛物线的方程和运用,考查转化思想和运算能力,以及换元法、中点坐标公式、椭圆的范围和三次函数的单调性等,属于难题.
Ⅰ设,,,运用中点坐标公式可得M的坐标,再由中点坐标公式和点在抛物线上,代入化简整理可得,为关于y的方程的两根,由根与系数的关系即可得到结论;
Ⅱ由题意可得,,,可得面积为,再由配方法和换元法,可得面积S关于新元的三次函数,运用单调性可得所求范围.
思维升华
此类问题常考察圆锥曲线的的方程,直线与圆锥曲线的位置关系,韦达定理,三角形的面积,弦长公式,基本不等式等。该类问题对于计算能力的要求非常高,如果学生的计算能力是“无敌的”,那么就需要有什么技巧在里面,只要“硬算”就可以。但问题在于,学生的情况是“有思路但算不出来”,所以“计算技巧”也是值得注意的地方,如何去简便计算,最快得到结果,是做题时要注意的。
【答案】解:Ⅰ证明:可设,,,
AB中点为M的坐标为,
抛物线C:上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上,
可得,
,
化简可得,为关于y的方程的两根,
可得,,
可得,所以点M与P的纵坐标相同,
则PM垂直于y轴;
Ⅱ若P是半椭圆上的动点,
可得,,,
由Ⅰ可得,,
由PM垂直于y轴,可得面积为
,
可令
,
可得时,t取得最大值;
时,t取得最小值2,
即,
则在递增,可得,
所以面积的取值范围为
例2.(2017天津,19题)设椭圆的左焦点为F,右顶点为A,离心率为已知A是抛物线的焦点,F到抛物线的准线l的距离为.
Ⅰ求椭圆的方程和抛物线的方程;
Ⅱ设l上两点关于x轴对称,直线AP与椭圆相交于点异于点,直线BQ与x轴相交于点D,若的面积为,求直线AP的方程.
【答案】解:Ⅰ设F的坐标为,
依题意可得
解得,,,
于是,