专题04 圆锥曲线中的面积问题-学霸养成·2023年高考数学压轴大题必杀技系列之圆锥曲线

专题4 圆锥曲线中的面积问题 一、考情分析 圆锥曲线中的面积问题常见的是三角形的面积问题，有时也会考查平行四边形的面积或对角线互相垂直的四边形面积问题，求解此类问题通常是借助弦长公式或点到直线距离公式用某些量，如动直线的斜率或截距表示面积，再利用函数、方程或不等式知识求解. 二、解题秘籍 (一) 利用弦长与点到直线距离计算三角形面积 若直线与圆锥曲线交于点A，B，点P为定点或满足一定条件的动点，要表示△PAB的面积，一般是先利用弦长公式求出，再利用点到直线距离公式求出点P到直线AB的距离，则. 【例1】（2023届浙江省名校协作体高三上学期考试）如图，已知双曲线，经过点且斜率为的直线与交于两点，与的渐近线交于两点（从左至右的顺序依次为），其中. (1)若点是的中点，求的值； (2)求面积的最小值. 【解析】设 联立直线与双曲线方程，消去得， 由韦达定理可知， 联立直线与其中一条渐近线方程，解得 即，同理可得， 则， 则可知的中点与中点重合. 由于是的中点，所以，解得； （2）与联立，消去得 由（1）知，.或 由于， 所以， 又到直线的距离，所以 整理得， 令，则， 当，即时， 的最大值为2，所以的最小值为. (二) 三角形中一个顶点到对边上某一点的距离为定值，可把三角形分为两个小三角形分别计算面积 若过定点Q的直线与圆锥曲线交于点A，B，点P为定点或满足一定条件的动点，要表示△PAB的面积，可先求出点A，B到直线PQ的距离之和d，则，特别的，若与y轴垂足，，利用这种方法求面积，可以避免使用弦长公式，减少运算量. 【例2】（2022届江苏省扬州市高邮市高三上学期12月学情调研）已知椭圆上的点到左、右焦点、的距离之和为4，且右顶点A到右焦点的距离为1. （1）求椭圆的方程; （2）直线与椭圆交于不同的两点，，记的面积为，当时求的值. 【解析】（1）由题意，， 因为右顶点到右焦点的距离为，即，所以， 则， 所以椭圆的标准方程为. （2）设，，且 根据椭圆的对称性得， 联立方程组，整理得，解得， 因为的面积为3，可得，解得. (三)对角线互相垂直的四边形面积的计算 对角线互相垂直的四边形的面积为两对角线长度乘积的. 【例3】（2023届山东省青岛市高三上学期调研）在平面直角坐标系中，动圆与圆内切，且与圆外切，记动圆的圆心的轨迹为. (1)求轨迹的方程； (2)不过圆心且与轴垂直的直线交轨迹于两个不同的点，连接交轨迹于点. （i）若直线交轴于点，证明：为一个定点； （ii）若过圆心的直线交轨迹于两个不同的点，且，求四边形面积的最小值. 【解析】（1）设动圆的半径为，圆心的坐标为 由题意可知：圆的圆心为，半径为；圆的圆心为，半径为. 动圆与圆内切，且与圆外切， 动圆的圆心的轨迹是以为焦点的椭圆，设其方程为：， 其中 从而轨迹的方程为： （2）（i）设直线的方程为，则 由可得： 直线的方程为， 令可得点的横坐标为： 为一个定点，其坐标为 （ii）根据（i）可进一步求得： . ， 则 ， 四边形面积 （法一） 等号当且仅当时取，即时， （法二）令， 则 当，即时， (四)把四边形分割成两个三角形求面积 如果四边形的一条对角线所在直线的方程确定，通常把该四边形分割为以这条对角线为底边的两个三角形，分别表示出这两个三角形的面积再相加 【例4】（2023届THUSSAT中学生标准学术能力高三9月测试）已知A、B分别为椭圆：）的上、下顶点，F是椭圆的右焦点，C是椭圆上异于A、B的点，点D在坐标平面内． (1)若，求椭圆的标准方程； (2)若，且，，求四边形CADB面积S的最大值． 【解析】（1）由已知是等边三角形， 因为，，所以， 得椭圆的标准方程为． （2）设，， 因为，，所以， 则,所以， ， 所以，， 两式相减得， 带回原式得， 因为，所以， （当时取等） 所以四边形CADB面积S的最大值为． (五)利用函数性质求面积最值或范围 如果能把三角形或四边形的面积用某一个变量来表示，此时可把面积看作关于该变量的函数，若函数的单调性容易确定，可利用函数单调性求面积最值或范围. 【例5】（2023届河南省名校联盟2高三上学期联考）已知椭圆的离心率为，左､右焦点分别为是椭圆上关于原点对称的两点，. (1)求椭圆C的方程； (2)椭圆左顶点为A，上顶点为B，直线且交椭圆于P，Q，求的面积最大时，l的方程. 【解析】（1）由题意得， 化简得，则. 根据对称性得，故，即， 所以， 故椭圆C的方程为. （2）由（1）得，设，l的方程为，代入椭圆方程， 整理得，则， ，解得且. 故， 点到直线l的距离为， 则. 令，则. 当t变化时，的变化情况如下表： t + - + - 比较与知，当时，面积取最大， 此时，