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斜率定值问题、三角形面积定值问题、三角形面积范围问题专项训练
斜率定值问题、三角形面积定值问题、三角形面积范围问题专项训练
考点目录
斜率定值问题
三角形面积定值问题
三角形面积范围问题
考点一 斜率定值问题
例1.(25-26高二上·北京·期中)已知椭圆,其离心率为,且过点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设椭圆C的左、右顶点分别为A和B,求直线HA,HB的斜率之和;
(3)过点的直线交椭圆C于P,Q两点(异于点H),设直线HP,HQ的斜率分别为,,证明:为定值.
例2.(25-26高二上·山西运城·阶段练习)已知椭圆C的两个焦点,,过点且与坐标轴不平行的直线l与椭圆C相交于M,N两点,的周长等于16.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若过点的直线与椭圆C交于两点A,B,设直线,的斜率分别为,.求证:为定值.
例4.(25-26高二上·重庆渝北·期中)已知是双曲线的左、右顶点,,点在上.
(1)求的方程;
(2)是左支上一点(异于点),设直线交直线于点,连接,直线与的另一个交点为,设直线的斜率分别为.
(i)证明:为定值;
(ii)直线是否过定点,若过定点,求出该定点的坐标,若不过,请说明理由.
变式1.(25-26高二上·陕西西安·期中)已知双曲线与直线有唯一的公共点,过点且与直线垂直的直线分别交轴、轴于、两点.当点运动时,点的轨迹为曲线.
(1)当时,求点的坐标;
(2)求曲线的方程,并说明它是什么曲线;如果将双曲线推广到双曲线,你能得到什么相应的结论?(只需写出推广的结论,不需要证明).
(3)设点,若过点的直线与曲线的右支交于、两点,证明:直线和直线的斜率乘积为定值.
变式2.(2025·四川成都·模拟预测)在直角坐标系中,设为抛物线:()的焦点,为抛物线上位于第一象限内的点.当时,有.
(1)求抛物线的方程;
(2)设直线与抛物线的另一个交点为,点,在直线上的射影分别为点,,过点且与垂直的直线与直线相交于点,证明:是线段的中点;
(3)设过定点的直线与抛物线交于,两点.若,且,两点的横坐标均与点的横坐标不相等,试判断直线,的斜率之积是否为定值.如果是定值,请求出该定值;如果不是定值,请求出其取值范围.
变式3.(25-26高二上·浙江衢州·期中)已知抛物线,斜率为的直线交于两点,且线段中点纵坐标为4.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线不过点,且直线交于另一点,记直线的斜率为,
(i)求证:;
(ii)求证:直线过定点.
变式4.(25-26高二上·广东惠州·期中)已知点为圆与轴负半轴的交点,为圆上任意一点,过作轴的垂线,垂足为,反向延长至点,使得
(1)令点的轨迹为曲线,求曲线的方程:
(2)连接交圆于点另外点,若求直线的方程;
(3)已知点直线交曲线于另外一点,记直线的斜率为,直线的斜率为求的值.
考点二 三角形面积定值问题
例1.(25-26高二上·湖南永州·期中)已知椭圆C:()的长轴长为4,离心率为.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若O为坐标原点,过右焦点F且倾斜角为的直线l与椭圆C交于A,B两点,求△OAB的面积.
例2.(25-26高二上·河北邯郸·期中)已知双曲线的左、右焦点分别为,且经过点,右焦点到一条渐近线的距离为.
(1)求双曲线的方程;
(2)直线过且与双曲线交于两点,若,求直线的方程;
(3)在(2)的条件下,求的面积.
例3.(25-26高二上·安徽合肥·期中)已知椭圆的离心率为,长轴的长为8.
(1)求椭圆的方程;
(2),分别是椭圆的左、右焦点,是椭圆上一点,且在轴上方,若直线的倾斜角为,,求的面积.
例4.(25-26高二上·辽宁朝阳·月考)在平面直角坐标系中,直线与曲线有且仅有一个公共点.
(1)求的方程;
(2)过的直线与另交于点,若,求的面积.
变式1.(25-26高二上·贵州贵阳·月考)已知椭圆的离心率为,短轴长为.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若A,B是椭圆E上两点,且线段AB的中点坐标为,
①求直线AB的方程.
②求的面积.
变式2.(25-26高二上·河北衡水·月考)已知抛物线的焦点是椭圆的一个顶点.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若直线与交于M,N两点,且点为线段MN的中点,求的面积.
(3)若直线过点,且与交于A,B两点与轴交于点,满足,试探究与的关系.
变式3.(2025·贵州六盘水·模拟预测)设抛物线的焦点为,过点的动直线交抛物线于,两点,已知点,当直线垂直于轴时,.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若直线过点,求的面积;
(3)若直线平分,求直线的斜率.
考点三 三角形面积范围问题
例1.(25-26高二上·宁夏银川·月考)已知椭圆上的动点到其左焦点距离的最大值是最小值的3倍,且点在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知点,过点的直线与椭圆交于不同两点A,B,证明:;
(3)过点斜率为的直线,与椭圆相交于不同两点E,F,设点关于原点的对称点为,求面积的最大值.
例2.(25-26高二上·浙江丽水·期中)已知双曲线的渐近线方程是,且过点.
(1)求的标准方程;
(2),分别为双曲线的左、右顶点,,分别为的左、右焦点,与轴不垂直的直线与双曲线的左支相交于,两点,记直线,,,的斜率分别为已知.
(i)证明直线过定点,并求出该定点的坐标;
(ii)求面积的取值范围.
例3.(25-26高二上·上海松江·月考)在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆:,过右焦点F作两条相互垂直的弦,设中点分别为.
(1)写出椭圆右焦点F的坐标及该椭圆的离心率;
(2)证明:直线MN必过定点,并求出定点坐标;
(3)若弦的斜率均存在,求面积的最大值.
变式1.(2025·江苏·模拟预测)已知椭圆C的对称中心在坐标原点,以坐标轴为对称轴,右焦点F为,且经过.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过F作不与坐标轴平行的直线交曲线C于A,B两点,过点A,B分别向x轴作垂线,垂足分别为点D,E,直线与直线相交于P点.
①求证:点P的横坐标为定值;
②求面积的最大值.
变式2.(2025·浙江台州·模拟预测)已知双曲线的离心率为,且过点,渐近线分别为,,其中经过第一、三象限.
(1)求双曲线的渐近线的方程;
(2)设动点在第一象限内,且不在直线上,过点分别作的平行线,交轴于,两点,且,为坐标原点.
①求动点的轨迹方程;
②求面积的最小值.
变式3.(25-26高二上·广东深圳·期中)已知动点与两个顶点,的距离之比为,动点的轨迹为曲线.
(1)求的轨迹方程;
(2)已知,过直线上的动点()分别作圆的两条切线,(,为切点),与交于点.
(i)证明直线的方程为,并判断直线是否过定点;
(ii)是否存在点,使的面积最大?若存在,求出点坐标和面积最大值;若不存在,请说明理由.
变式4.(2025·云南大理·模拟预测)已知椭圆()的左右焦点分别为,,离心率,且过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)直线,过右焦点,且它们的斜率乘积为,设,分别与椭圆交于点C,D和E,F.若M,N分别是线段CD和EF的中点.
(ⅰ)直线MN是否过定点?若是,求出定点坐标;若不是,请给出理由.
(ⅱ)求面积的最大值.
2
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斜率定值问题、三角形面积定值问题、三角形面积范围问题专项训练
考点目录
斜率定值问题
三角形面积定值问题
三角形面积范围问题
考点一 斜率定值问题
例1.(25-26高二上·北京·期中)已知椭圆,其离心率为,且过点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设椭圆C的左、右顶点分别为A和B,求直线HA,HB的斜率之和;
(3)过点的直线交椭圆C于P,Q两点(异于点H),设直线HP,HQ的斜率分别为,,证明:为定值.
【答案】(1);
(2);
(3)证明见解析.
【详解】(1)由椭圆的离心率为,得,则,
由椭圆过点,得,联立解得,
所以椭圆C的标准方程为.
(2)由(1)得,直线的斜率,
所以直线的斜率之和为.
(3)由直线过点,且交椭圆于两点,得直线的斜率存在,
当直线的斜率为0时,其方程为,不妨令点,由(2)知;
当直线的斜率不为0时,设其方程为,,
由消去并整理得,
,解得或,,
因此
,
所以为定值.
例2.(25-26高二上·山西运城·阶段练习)已知椭圆C的两个焦点,,过点且与坐标轴不平行的直线l与椭圆C相交于M,N两点,的周长等于16.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若过点的直线与椭圆C交于两点A,B,设直线,的斜率分别为,.求证:为定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【详解】(1)由题意可得椭圆焦点在x轴上,且,解得,
所以椭圆的方程为.
(2)由题意可知直线斜率存在,
当直线斜率为0时,显然,所以;
当直线斜率不为0时,设直线方程为,
联立方程,消去x可得,
则,
设,则,
所以,
因为,
所以.
综上,为定值0.
例3.(25-26高二上·重庆渝北·期中)已知是双曲线的左、右顶点,,点在上.
(1)求的方程;
(2)是左支上一点(异于点),设直线交直线于点,连接,直线与的另一个交点为,设直线的斜率分别为.
(i)证明:为定值;
(ii)直线是否过定点,若过定点,求出该定点的坐标,若不过,请说明理由.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)证明见解析
【详解】(1)因为,所以,则双曲线,
又因为点在C上,所以,解得,
所以C的方程为.
(2)(ⅰ)由题意可知:,,
设,,,
则,,即,
且,,
可得,
又因为,则,
所以,为定值;
(ii)设直线的方程为,,
联立方程,消去x得,
则,
由(ⅰ)可知,,
即,
即,
整理可得,解得,
所以直线:过定点.
变式1.(25-26高二上·陕西西安·期中)已知双曲线与直线有唯一的公共点,过点且与直线垂直的直线分别交轴、轴于、两点.当点运动时,点的轨迹为曲线.
(1)当时,求点的坐标;
(2)求曲线的方程,并说明它是什么曲线;如果将双曲线推广到双曲线,你能得到什么相应的结论?(只需写出推广的结论,不需要证明).
(3)设点,若过点的直线与曲线的右支交于、两点,证明:直线和直线的斜率乘积为定值.
【答案】(1)或
(2);
(3)证明见解析
【详解】(1)根据题意,
则,,
,,
解得,
当时,,,
解得,此时,
当时,,,
解得,此时,
当时,点的坐标为或;
(2),,
,,即,
故,即,其中,
故过点且与直线垂直的直线为,
可得,,
,,
故点的轨迹方程为,
其轨迹为:双曲线(去掉两个顶点),
如果推广到一般的等轴双曲线,点的轨迹方程为.
(3)证明:由题可知直线的斜率不为零,设,,
,,
,,,
,
,解得,
,
,
所以直线和直线的斜率乘积为定值.
变式2.(2025·四川成都·模拟预测)在直角坐标系中,设为抛物线:()的焦点,为抛物线上位于第一象限内的点.当时,有.
(1)求抛物线的方程;
(2)设直线与抛物线的另一个交点为,点,在直线上的射影分别为点,,过点且与垂直的直线与直线相交于点,证明:是线段的中点;
(3)设过定点的直线与抛物线交于,两点.若,且,两点的横坐标均与点的横坐标不相等,试判断直线,的斜率之积是否为定值.如果是定值,请求出该定值;如果不是定值,请求出其取值范围.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)是定值
【详解】(1)由,得,
为抛物线上位于第一象限内的一点,
设,,则,即,
由题知,,解得,
抛物线的方程为;
(2)由上可知,点的坐标为,
若直线的斜率不存在,则直线垂直于轴,是与轴的交点,显然是的中点,
若直线的斜率存在,易知该直线斜率不为0,可设直线的方程为,
联立整理得,
设点,的坐标分别为,,则,
则,的坐标分别为,,
直线的方程为,于是点的坐标为,
,,三点在同一直线上,,是线段的中点;
(3)可设(),
由上可得,,
由,得,解得,
点的坐标为,由题意得直线必不垂直于轴,
可设,联立
整理得,
其中恒成立,
设,,
由韦达定理,有,,
进而得,
,
,
综上可得,直线,的斜率之积为定值.
变式3.(25-26高二上·浙江衢州·期中)已知抛物线,斜率为的直线交于两点,且线段中点纵坐标为4.
(1)求抛物线的方程;
(2)若直线不过点,且直线交于另一点,记直线的斜率为,
(i)求证:;
(ii)求证:直线过定点.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)证明见解析
【详解】(1)设直线的方程为,
代入得,
设点,则,
而线段中点纵坐标为4,则,解得,
故的方程为.
(2)(i)法一:由(1),且,
则
所以.
法二:设直线方程为,
抛物线的方程可表示为,
由,
得
,
,
,
直线的斜率为,
,
.
(ii)法一:如图,作出符合题意的图形,
由已知得,
设直线的方程为,
联立,可得,
,
,
,
整理得,
即,
当时,直线与直线重合,舍去
,直线的方程,
直线过定点.
法二:由已知得,
,
,
(舍)或,
直线的方程是,
直线过定点.
变式4.(25-26高二上·广东惠州·期中)已知点为圆与轴负半轴的交点,为圆上任意一点,过作轴的垂线,垂足为,反向延长至点,使得
(1)令点的轨迹为曲线,求曲线的方程:
(2)连接交圆于点另外点,若求直线的方程;
(3)已知点直线交曲线于另外一点,记直线的斜率为,直线的斜率为求的值.
【答案】(1)
(2)或
(3)
【详解】(1)设,则,
由即,得,
又因为在圆上,所以曲线.
(2)
因为的斜率不为0,故设直线的方程为:,
由,得,
所以,
由,得,
所以.
由得,
所以,即,解得
所以直线的方程为:或
(3)因为直线的斜率存在且不为0,
故设直线的方程为:,
由,得,
由,得且,
,又,
所以,
又,
所以.
考点二 三角形面积定值问题
例1.(25-26高二上·湖南永州·期中)已知椭圆C:()的长轴长为4,离心率为.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若O为坐标原点,过右焦点F且倾斜角为的直线l与椭圆C交于A,B两点,求△OAB的面积.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由长轴长得,离心率得,则,
故椭圆标准方程为.
(2)右焦点,直线的斜率为,方程为.
联立,消去得,,
设,,则,.
.
的面积.
例2.(25-26高二上·河北邯郸·期中)已知双曲线的左、右焦点分别为,且经过点,右焦点到一条渐近线的距离为.
(1)求双曲线的方程;
(2)直线过且与双曲线交于两点,若,求直线的方程;
(3)在(2)的条件下,求的面积.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)设,则,
易知双曲线的一条渐近线的方程为,
,
将的方程中得,解得,
∴双曲线的方程为.
(2)由(1)得,显然直线的斜率存在且不为0,
设,直线的方程为,
,
,即,
联立,得,
则,
,
则,
消去整理得,即,
∴直线的方程为.
(3)不妨设,由(2)知,
则,
点到直线的距离,
.
例3.(25-26高二上·安徽合肥·期中)已知椭圆的离心率为,长轴的长为8.
(1)求椭圆的方程;
(2),分别是椭圆的左、右焦点,是椭圆上一点,且在轴上方,若直线的倾斜角为,,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设椭圆的焦距为,则的离心率为,
又长轴的长为8,即,则,,,
所以椭圆的方程为.
(2),设,,
又,则为锐角,且,
在中,,
即,即①,
又,即②,
由①②解得,,
所以的面积为.
例4.(25-26高二上·辽宁朝阳·月考)在平面直角坐标系中,直线与曲线有且仅有一个公共点.
(1)求的方程;
(2)过的直线与另交于点,若,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)联立,得,
其中,
解得(舍)或,
故的方程为.
(2)此时由可解得,而,故,
所以的斜率,
故的斜率,所以,即,
联立,可得,解得,
故,
而,
故的面积.
变式1.(25-26高二上·贵州贵阳·月考)已知椭圆的离心率为,短轴长为.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若A,B是椭圆E上两点,且线段AB的中点坐标为,
①求直线AB的方程.
②求的面积.
【答案】(1)
(2)①;②
【详解】(1)由题意得,解得,
所以椭圆E的方程为,
(2)①设,
由A,B是椭圆E上两点得,,
两式相减得,即,
因为线段AB的中点坐标为,所以,
所以,即,
所以直线AB的方程为,即;
②由得,,
则,
所以,
点O到直线AB的距离,
所以.
变式2.(25-26高二上·河北衡水·月考)已知抛物线的焦点是椭圆的一个顶点.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若直线与交于M,N两点,且点为线段MN的中点,求的面积.
(3)若直线过点,且与交于A,B两点与轴交于点,满足,试探究与的关系.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由题知,椭圆右顶点坐标为,抛物线开口向右,
所以,故,即,
所以抛物线的方程为;
(2)如图,由题意,设,
代入抛物线方程,可得,
两式相减可得,即,
由可得,故,
又由点为线段的中点且点在抛物线内,
所以直线的方程为,即.
联立,得,其中,
故,
所以,
又因为到直线的距离,
所以的面积.
(3)由(1)得,直线过点,且与交于A,B两点与轴交于点,
则直线的斜率存在且不为零,
设直线的方程为,,,
则,因为,所以,,
因为点在上,所以,即,所以.
由,可得,,
因为点在上,所以,即,所以.
由,得,
因为,,所以,即.
变式3.(2025·贵州六盘水·模拟预测)设抛物线的焦点为,过点的动直线交抛物线于,两点,已知点,当直线垂直于轴时,.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)若直线过点,求的面积;
(3)若直线平分,求直线的斜率.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由,则,
由,则当直线垂直于轴时,,
则,解得,
故抛物线的标准方程为;
(2)由,则,设、,
此时,
联立,消去得,,
有,,
则,
点到直线的距离,
则;
(3)由题意可得直线斜率不为,则可设,
联立,消去得,,
有,,
由直线平分,则,则,
设、分别为、到直线的距离,则,
,即,
则,,
又,,
则有,又,,
则有,
由、在直线两侧,则,
即有,
化简得,
即,解得,
故直线的斜率.
考点三 三角形面积范围问题
例1.(25-26高二上·宁夏银川·月考)已知椭圆上的动点到其左焦点距离的最大值是最小值的3倍,且点在椭圆上.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知点,过点的直线与椭圆交于不同两点A,B,证明:;
(3)过点斜率为的直线,与椭圆相交于不同两点E,F,设点关于原点的对称点为,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)证明见详解
(3)
【详解】(1)椭圆上的动点到其左焦点距离的最大值是最小值的3倍,
,
又点在椭圆上,,
即联立,解得,
故椭圆的方程为.
(2)当直线的斜率不存在时,则过点的直线为,则直线与椭圆交于不同两点,此时不满足,故舍掉,
当直线的斜率存在时,则设过点的直线为,即,
设,联立,得,
由韦达定理得,
又点,,
,
又,
故
.
(3)
关于原点的对称点为,
为中点,,
设过点斜率为的直线的方程为,即,
设,联立,得,
由韦达定理得,
又,
令,则,,
,
利用均值不等式可得,当且仅当时,等号成立,
又在上单调递增,,
.
例2.(25-26高二上·浙江丽水·期中)已知双曲线的渐近线方程是,且过点.
(1)求的标准方程;
(2),分别为双曲线的左、右顶点,,分别为的左、右焦点,与轴不垂直的直线与双曲线的左支相交于,两点,记直线,,,的斜率分别为已知.
(i)证明直线过定点,并求出该定点的坐标;
(ii)求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析,(ii)
【详解】(1)设双曲线的方程为,
因为双曲线过点,
所以,
所以双曲线的方程为.
(2)(i)设直线的方程为,,,
又,,
所以
同理,,
所以,所以,
由消去得,,
所以,
所以,
整理,得,
即
整理,得,
解得或,
当时,直线过点,不合题意,舍去,
当时,直线过点,满足题意,
所以直线过点.
(ii)因为,
又,所以,
由直线与双曲线的左支有两个交点,且与坐标轴不垂直,
得,令,
则,,
因为在上单调递减,
所以,
所以得的取值范围是.
例3.(25-26高二上·上海松江·月考)在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆:,过右焦点F作两条相互垂直的弦,设中点分别为.
(1)写出椭圆右焦点F的坐标及该椭圆的离心率;
(2)证明:直线MN必过定点,并求出定点坐标;
(3)若弦的斜率均存在,求面积的最大值.
【答案】(1);
(2)
(3)
【详解】(1)设椭圆的长半轴的长为,短半轴的长为,焦距为,
由椭圆的方程,可得,可得,
所以,即右焦点的坐标为,离心率,
所以椭圆右焦点的坐标为,离心率.
(2)证明:当直线的斜率存在且不为时,
设直线的方程为,
设联立,
整理可得:,
可得,,
所以的中点,
同理可得的坐标,即,
当,的横坐标不相等时,则,
所以的方程为,
整理可得
所以直线恒过定点.
当,的横坐标相等时,,即时,则轴,
且此时的方程为,显然也过,
当的斜率为时,直线的方程为,
当的斜率不存在时,直线的方程为,
可证得直线必过定点.
(3)由(2)可得直线必过的定点,
可得
,
设,则,
在上单调递减,所以,
所以面积的最大值为.
变式1.(2025·江苏·模拟预测)已知椭圆C的对称中心在坐标原点,以坐标轴为对称轴,右焦点F为,且经过.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过F作不与坐标轴平行的直线交曲线C于A,B两点,过点A,B分别向x轴作垂线,垂足分别为点D,E,直线与直线相交于P点.
①求证:点P的横坐标为定值;
②求面积的最大值.
【答案】(1);
(2)①证明见解析;②.
【详解】(1)设椭圆的标准方程为, ,已知,则,
因为椭圆过点,代入方程得到,
联立方程解得,
所以椭圆方程为.
(2)
①设直线的方程为 , ,
联立方程得到 ,
易知 , ;
直线的方程为,直线的方程为;
联立方程,
解得;
所以点P的横坐标为定值3.
② ,
而,所以,则
,
令 ,则,所以
当且仅当时,等号成立,所以面积的最大值为.
变式2.(2025·浙江台州·一模)已知双曲线的离心率为,且过点,渐近线分别为,,其中经过第一、三象限.
(1)求双曲线的渐近线的方程;
(2)设动点在第一象限内,且不在直线上,过点分别作的平行线,交轴于,两点,且,为坐标原点.
①求动点的轨迹方程;
②求面积的最小值.
【答案】(1);
(2)①;②.
【详解】(1)由,得,
因此,;
(2)①过点且与平行的直线方程为:,
过点且与平行的直线方程为:,
求得,
所以动点的轨迹方程为,
②在中,因为,
所以要使的面积最小,只要使点到直线的距离最短,
设过点且与平行的直线,
又因为点在点轨迹的渐近线的下方,
所以当直线与曲线相切的时候,点到直线的距离最短,
联立,消去得,
,解得,
当时,求得,不满足条件,
当时,求得,符合题意,
易求得点到直线的距离为,且,
因此,面积的最小值为.
变式3.(25-26高二上·广东深圳·期中)已知动点与两个顶点,的距离之比为,动点的轨迹为曲线.
(1)求的轨迹方程;
(2)已知,过直线上的动点()分别作圆的两条切线,(,为切点),与交于点.
(i)证明直线的方程为,并判断直线是否过定点;
(ii)是否存在点,使的面积最大?若存在,求出点坐标和面积最大值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析,过定点;(ii)存在,,最大值为1
【详解】(1)设,由题,
整理得,即;
(2)(i)设,,易知为曲线C的圆心,
由与圆相切,可得直线的法向量为,
因此的方程为,
整理得,由在圆上得,
因此的方程为,
同理可得的方程为,
由两切线交于点,可得,这说明,在直线上,
因此直线的方程为,直线过定点;
(ii)由,是圆的切线可得,因此为的中点,
由可得,在以为直径的圆上运动,该圆的圆心为,,
当位于点时,的面积最大,为,
此时,故,即,
因此存在使得面积最大,最大值为1.
变式4.(2025·云南大理·模拟预测)已知椭圆()的左右焦点分别为,,离心率,且过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)直线,过右焦点,且它们的斜率乘积为,设,分别与椭圆交于点C,D和E,F.若M,N分别是线段CD和EF的中点.
(ⅰ)直线MN是否过定点?若是,求出定点坐标;若不是,请给出理由.
(ⅱ)求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)直线MN过的定点为.(ⅱ).
【详解】(1)解:因为椭圆的离心率,且过点,
可得且,解得,
所以椭圆的标准方程为.
(2)解:(ⅰ)由(1)知,椭圆,可得,
设直线的方程为,的方程为,且,,
联立方程组,整理得,
所以,,
因为为的中点,所以,,
即,同理可得,
直线MN的方程为,即,
所以直线MN过的定点为.
(ⅱ)由MN过的定点为,
所以,
当且仅当时,即时,等号成立,所以的面积最大值为.
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