摘要:
**基本信息**
聚焦椭圆与抛物线的面积问题,通过方程联立、韦达定理、坐标法等系统方法,构建从曲线方程到面积计算的逻辑链条,发展运算能力与推理意识。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|椭圆面积问题|2题|离心率与方程求解,韦达定理结合面积公式,参数法求最值|从a,b,c关系到直线与椭圆相交,面积计算与定值/最值证明|
|抛物线面积问题|2题|焦点与准线应用,重心坐标公式,面积比与基本不等式|从抛物线定义到直线与抛物线联立,面积比转化与最值求解|
内容正文:
面积问题
一、解答题
1.已知椭圆的离心率为,且过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线与椭圆交于两点(点均在第一象限),与轴,轴分别交于两点,且满足(其中为坐标原点).证明:直线的斜率为定值.
2.平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:1(a>b>0)的离心率为,左右焦点分别是F1,F2,以F1为圆心,以3为半径的圆与以F2为圆心,以1为半径的圆相交,且交点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设椭圆E:1,P为椭圆C上任意一点,过点P的直线y=kx+m交椭圆E于A,B两点.射线PO交椭圆E于点Q.
(i)求的值,
(ii)求△ABQ面积的最大值.
3.如图,已知点为抛物线的焦点.过点F的直线交抛物线于A,B两点,点A在第一象限,点C在抛物线上,使得的重心G在x轴上,直线交x轴于点Q,且Q在点F的右侧,记,的面积分别为,.
(1)求p的值及抛物线的准线方程;
(2)设A点纵坐标为,求关于t的函数关系式;
(3)求的最小值及此时点G的坐标.
4.如图,已知两条抛物线和,过原点O的两条直线和,与分别交于两点,与分别交于两点.
(1)证明:
(2)过原点作直线(异于,)与分别交于两点.记与的面积分别为与,求的值.
试卷第1页,共3页
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面积问题参考答案
1.(1) ;(2)见解析.
【详解】试题分析:(1)根据椭圆的离心率为,且过点,结合性质 ,列出关于 、 、的方程组,求出 、 、,即可得椭圆的方程;(2)设直线的方程为,点的坐标分别为,由可得,由,消去,根据韦达定理可得,进而可得结果.
试题解析:(1)由题意可得,解得,故椭圆的方程为;
(2)由题意可知直线的斜率存在且不为0,
故可设直线的方程为,点的坐标分别为,
由,
化简得,,即,
由,消去得,
则,且,
故,
因此,即,
又,所以,又结合图象可知,,所以直线的斜率为定值.
2.(1)1(2)(i)||=2,(ii)18
【分析】(1)由MF1+MF2=2a=3+1=4以及,解方程组可得,由此可得椭圆C的方程;
(2)(i) 设P(x0,y0),||=λ,可得Q(﹣λx0,﹣λy0),将其代入椭圆的方程可得结果;
(ii) 设A(x1,y1),B(x2,y2),将直线y=kx+m代入椭圆E的方程,利用韦达定理可得|x1﹣x2|,利用S|m|•|x1﹣x2|可得 ,根据两个判别式大于0,可得,再利用二次函数的单调性可得结果.
【详解】(1)由题意可知,MF1+MF2=2a=3+1=4,可得a=2,
又,a2﹣c2=b2,
可得c=1,b,即有椭圆C的方程为1;
(2)由(1)知椭圆E的方程为1,
(i)设P(x0,y0),||=λ,由题意可知,
Q(﹣λx0,﹣λy0),由于1,
又1,即()=1,
所以λ=2,即||=2;
(ii)设A(x1,y1),B(x2,y2),将直线y=kx+m代入椭圆E的方程,可得
(3+4k2)x2+8kmx+4m2﹣48=0,由△>0,可得m2<12+16k2,①
则有x1+x2,x1x2,
所以|x1﹣x2|,
由直线y=kx+m与y轴交于(0,m),
则△AOB的面积为S|m|•|x1﹣x2||m|•
=2,设t,则S=2,
将直线y=kx+m代入椭圆C的方程,可得(3+4k2)x2+8kmx+4m2﹣12=0,
由△≥0可得m2≤3+4k2,②
由①②可得0<t≤1,则S=2在(0,1]递增,即有t=1取得最大值,
即有S≤6,即m2=3+4k2时,取得最大值6,
由(i)知,△ABQ的面积为3S,
即△ABQ面积的最大值为18.
【点睛】本题考查了利用求椭圆的标准方程,考查了直线与椭圆的交点问题,考查了韦达定理,考查了三角形的面积公式,考查了二次函数求最值,考查了运算求解能力,考查了整体换元思想,本题属于较难题.
3.(1),准线方程
(2)
(3)的最小值为,点G的坐标为
【分析】(1)由焦点坐标确定p的值和准线方程即可;
(2)设出直线方程,联立直线方程和抛物线方程,结合韦达定理求得面积的表达式,再用代换并化简即可;
(3)根据已求的函数关系式,结合基本不等式即可求得的最小值和点G的坐标.
【详解】(1)因为点为抛物线的焦点,
所以,即,准线方程.
(2)设,
设直线AB的方程为,与抛物线方程联立可得:
,故:,
,
设点C的坐标为,由重心坐标公式可得:
,,
令可得:,则.即,
由斜率公式可得:,
直线AC的方程为:,
令可得:,
故,
且,
由于,代入上式可得:,
由可得,则,
则,
令 ,得.
即关于t的函数关系式为.
(3)设,则,
当且仅当,即,,时等号成立,
即的最小值为,
此时,,则点G的坐标为.
【点睛】直线与抛物线的位置关系和直线与椭圆、双曲线的位置关系类似,一般要用到根与系数的关系,本题主要考查了抛物线准线方程的求解,直线与抛物线的位置关系,三角形重心公式的应用,基本不等式求最值的方法等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.
4.(1)答案见解析;(2)
【分析】(1)利用直线与抛物线联立,求出各个点的坐标,然后用坐标形式表示出,即可求解;
(2)由(1)可知,在和中,,所以,所以有,计算即得结果.
【详解】(1)因为直线过原点,且都与抛物线有两个交点,所以的斜率都一定存在,
不妨设的斜率为,的斜率为,则直线的方程分别为,
分别联立,
得,
所以,
,
所以,所以;
(2)由(1)可知,在和中,,所以,所以有.
【点睛】本题考查了直线与抛物线的综合问题,考查了向量共线定理的应用,考查了学生的运算求解的能力,考查了转化与化归的思想.
答案第1页,共2页
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