内容正文:
第三编 · U7 解析几何
7.7弦长与面积
高中数学一轮复习讲义
一、考情与考点定位
上一讲已经把直线代进曲线、拿到韦达定理,这一讲要回答的是拿到 与 之后干什么:把长度算出来,把面积算出来,再在含参的式子里求出最值。
(一)高考怎么考
弦长与面积很少单独出题,它们几乎总是解答题第二问的载体:题干给一条动直线,给出某个长度或某个面积,反过来要你确定直线,或者要你求出这个量的最值。小题里它换了个面孔——用不等式的形式出现,问“弦长最小是多少”“两条线段之积有没有下界”,甚至在三个等圆里比较三条弦。
表 1 先按最新一届到上一届排列四道题,四行题给出三条线索,表后逐条说明。取舍先说清楚:2025 年全国Ⅰ卷第 10 题已列在 7.9、7.10 的考情表内,2024 年新课标Ⅰ卷第 16 题已列在 7.8 的考情表内,本讲不重复列表;后者仍是本讲例题 2 的载体,只在这里点一次名。
表 1: 高考弦长与面积考情梳理
年份
卷别
题号
考查点
2026
全国Ⅰ卷
11(多选)
三个等圆被同一条直线所截,判断弦长相等的直线条数、弦长和的条件与最大值
2026
天津卷
15
抛物线上的四点,弦与 轴交点给出纵坐标乘积,再判断面积比
2025
全国Ⅱ卷
16
椭圆中过 轴上定点的弦,由三角形面积反求
2024
上海卷
20
双曲线中过定点的弦,等腰三角形转边长关系,再求参数范围
一是弦长不只属于圆锥曲线。2026 年全国Ⅰ卷第 11 题把三条弦放进三个半径相同的圆里,弦长 一步写出,等弦长立刻化成圆心到直线的距离相等;三个圆心又构成正三角形,三条弦长的和可以写成直线到三个圆心距离的函数。这类题不联立,考的是把几何条件翻成距离。
二是面积仍是“反求”的入口。2025 年全国Ⅱ卷第 16 题给 的面积为 ,要你倒出 ;2026 年天津卷第 15 题把面积比放到抛物线的四点之间,要你先用弦与 轴的交点写出纵坐标的乘积,再把面积比换成坐标比。两题的动作顺序相同:先把面积写成一个含参表达式,再令它等于题给数值。
三是弦长可以翻译成三角形的形状。2024 年上海卷第 20 题用“等腰三角形”给出边长相等,把几何条件换成坐标方程,最后落到参数范围。弦长在这里不是最终目标,而是列方程的抓手;看到“等腰”“等边”“中点”这些词,先把它们翻译成距离相等或坐标中点。
(二)必备知识清单
本讲的知识量不大,但每一条都带一个“什么时候用”的判断,清单里特意把判断写出来。
表 2: 本讲必备知识清单
知识块
必须记准的内容
掌握要求
弦长公式(圆与圆锥曲线)
圆:, 为圆心到直线的距离;圆锥曲线:,设 时改用
会按载体与设线形式选公式,绝不混用
焦点弦
抛物线 :,,;通径 是最短焦点弦
会用倾斜角写弦长并求下界
通径
椭圆、双曲线的通径长均为 ;椭圆的长轴 是过焦点的最长弦
会由 现推,不死记
面积三式
底乘高 ;铅垂分割 ;原点三角形
会按第三个顶点的位置选式
面积比
同底或等底的两个三角形,面积比等于对应线段比:
会把面积比换成坐标比
最值工具
换元后先写新元范围,再用基本不等式或单调性;(,)
会验等号对应的参数是否存在
二、知识梳理:把公式变成可操作的动作
这一节的五段内容是一条完整的流水线:先决定直线怎么设,再把长度写出来,再把面积写出来,最后把面积或长度当成函数求最值。每一步都有它的前提,跳步就出错。
(一)弦长公式:先定设线形式,再挑公式
弦长公式只有一个来源——两点间距离公式加韦达定理:
若 、 在直线 上,则 ,提出 得
其中 是联立后关于 的二次方程的二次项系数。若直线写成 ,同样的推导给出
此时 是关于 的二次方程的二次项系数。
还有一类弦长根本不需要联立:圆 被直线截得的弦,设圆心到直线的距离为 ,由垂径定理得
三个半径相同的圆比较弦长时,弦长相等等价于圆心到直线的距离相等;弦长的和也可以直接写成这三个距离的函数。圆看距离,圆锥曲线看韦达,这是两条不同的流水线。
第一个动作因此是看自己把直线设成了哪一种。根号里的字母、绝对值里的下标、判别式所在的那条二次方程,三者必须同属一种设法。
弦长公式的三条配套规矩
一、设 就用 的差与关于 的 ;设 就用 的差与关于 的 ,二者不可混搭。
二、 已经是 的正值,不必再讨论符号。
三、,先把韦达定理的两个量代进去再开方,不要试图单独解出两个交点。
(二)焦点弦:定义比联立快
过焦点的弦叫焦点弦,它有一批现成的结论,能用就用,不必每次联立。
抛物线 (焦点 ,倾斜角 ):
这四条里,第一条来自定义(焦半径等于到准线的距离 ),第三条来自把 代入后韦达定理的乘积项。因为 ,所以
等号在 时取得,这条垂直于对称轴的焦点弦就是通径。一句话记牢:抛物线的焦点弦里通径最短。
椭圆与双曲线的通径长是 (把 代入即可),但“最短”这件事两边不同:椭圆里过焦点最长的弦是长轴 、最短的是通径;双曲线过焦点的弦要分同支与两支讨论,不能直接套。
(三)面积:三种算法,看第三个顶点在哪
设 、 是弦的端点, 是第三个顶点。三种算法对应三种情形。
算法一(底乘高):把 当底, 到直线 的距离当高,
这是通用做法,代价是 与 都要算,两个根号相乘。
算法二(铅垂分割):当 落在坐标轴上,或直线 恒过某个坐标轴上的定点时,用该定点到 的线段作底更省。例如直线过 轴上的点 ,则
若 在 轴上,则把 换成 的横坐标绝对值、把 换成 。它的依据是把三角形沿 轴(或 轴)切成两块,公共底在轴上,两个高正好是两交点横坐标的绝对值。
算法三(原点公式):当 就是原点时,
把 或 用直线方程替换后,它同样能化成韦达定理的对称式。
见过定点先定底
第三个顶点在坐标轴上、或弦恒过坐标轴上一定点时,一律优先用算法二:它把面积直接写成 定长 ,一次韦达定理就出结果,完全绕开点线距。只有当定点不在坐标轴上、又不在曲线上时,才回到算法一去硬算点线距。
(四)面积比:把比的对象换成线段
两个三角形若共顶点且底边在同一条直线上,面积比就等于底边之比,与高的具体数值无关。最常用的两条:
因为 、 到直线 的距离在两个三角形里是同一个高。于是“面积是另一块的 倍”这类条件,可以立刻换成焦半径之比、换成向量共线的倍数,再换成纵坐标之比:
第二式前的负号来自两交点分居 轴两侧这一事实;若两点在同侧,则写成 。 反过来说,题目给 时,要求面积就直接用线段比转坐标比,不必先求点坐标。
(五)从目标式到最值:换元先写范围
面积与弦长写出来之后,几乎都是形如
的式子。求最值标准动作有三步:
第一步换元。看到 、 这类结构就令 或 ,把式子变成关于 的有理式。
第二步写范围。换元后新元的取值范围必须立刻写出来,它有两个来源:一是几何限制(、),二是分母不能为零。范围写错,后面的不等式全部作废。
第三步求界并验等号。能用基本不等式的(如 )就用,然后回头检查等号所对应的 是否满足第二步的范围;不能用的就求导或看单调性。
本讲的三句话
凡是长度,先问“直线怎么设的”,再决定用哪条弦长公式;凡是面积,先问“第三个顶点在哪”,再决定用哪条面积公式;凡是最值,先问“新元范围写了吗”,再写不等号。三句话覆盖本讲全部的失分点。
三、题型模型分类:先认情境,再选工具
长度与面积的题面都很短,真正决定第一步走哪条路的是图形情境:弦是不是过焦点、第三个顶点在哪条轴上、给的是面积还是面积之比、要求的是值还是范围。按这四点把本讲分成六个模型。
表 3: 弦长与面积问题的六个模型速查表
模型
一眼认出它的样子
核心动作
对应例题
一 · 焦点弦
出现焦点、准线或焦点弦的中点
焦半径换距离,弦长用
例 1
二 · 面积反求
两顶点已定,只给面积
定底定高,面积换平行线
例 2
三 · 铅垂面积
弦过坐标轴上一点,顶点是原点
轴上定长作底,横坐标差作高
例 3
四 · 面积比
说“面积是另一块的 倍”
面积比换线段比,再换坐标比
例 4
五 · 垂直弦
过焦点作两条互相垂直的弦
对角线垂直,两弦长积的一半
例 5
六 · 最值
问最大值、最小值或取值范围
目标式换元,先写新元范围
例 6
(一)模型一:焦点弦与准线
识别标志是题面同时出现焦点与准线,或直接说“过焦点的弦”。标准动作有两条:一是把焦半径写成到准线的距离(抛物线 ,椭圆 ),二是把弦长写成两段焦半径之和。易错处在用弦长公式硬算——明明一句话能出来的 讨论,被写成一大段联立。
(二)模型二:面积反求直线
识别标志是三角形里两个顶点都是已知的具体点,只给一个面积,反求第三个点或直线。标准动作是把面积翻译成平行线:定底长度可算,面积定高,第三个顶点必在一条与底边平行、距离等于该高的直线上,再让这条直线与曲线相交。易错处是翻译出来的两条平行线不检查与曲线有无交点,多写一条不合题意的直线。
(三)模型三:坐标轴上定点的铅垂面积
识别标志是弦恒过 轴或 轴上的一点(焦点、顶点、对称中心都属此类),另一个顶点是原点。标准动作是以轴上那段定长为底,把面积写成 定长 (底在 轴上)或 定长 (底在 轴上)。易错处是先去算点线距,绕一大圈;另一处是定点在曲线外时,忘了讨论斜率不存在的那条直线。
(四)模型四:面积比与分点
识别标志是条件用“倍”字描述两个三角形,或用向量写成共线倍数。标准动作是把面积比顺着往下换:共顶点、底共线 面积比 = 线段比 纵坐标(或横坐标)之比,再交给韦达定理。易错处是换成坐标比时漏了符号——焦点弦的两端点必在 轴两侧,应写 ,不是 。
(五)模型五:两条互相垂直的弦
识别标志是过同一点引出两条垂直的弦,问它们围成的四边形。标准动作是先用对角线公式 把面积拆开,各自求一条弦长,再把两式相乘。易错处是只算了一般情形:斜率为 0 与斜率不存在这两种位置恰好是四边形的两个极端,必须单独补算,最值常常就在那里。
(六)模型六:长度与面积的最值
识别标志是问“最大(小)值”“取值范围”。标准动作是把目标写成关于 或 的函数,看到 、 这类结构就换元,并用配方法或基本不等式求界。易错处有两个:换元后不写新元的范围,以及求出极值后不检查等号那一点是否落在范围里。
四、例题精讲
六道例题一一对应上面六个模型。每题统一按四步展开:认模型 → 设元 → 列目标式 → 验边界。这里“设元”包括设直线( 或 )、设点、以及最后的换元;第四步“验边界”专管三件事——判别式是否真为正、特殊位置(斜率为 0 与不存在)是否覆盖、等号点是否落在换元后的范围里。
(一)模型一:焦点弦与准线
焦点弦的题面通常同时出现焦点、准线和一条过焦点的直线,选项又全是长度比较。先把每条长度换成焦半径,再用“到准线的距离”把焦半径写成横坐标,最后才决定要不要联立。
例题 1(模型一·焦点弦与直径圆)
已知抛物线 : 的焦点为 ,过 的直线交 于 、 两点,线段 的中点为 , 为坐标原点,则()
A. 以 为直径的圆与 的准线相切
B. 的最小值为 4
C. 的最小值为 2
D. 若 ,则
图 1: 过焦点的弦 AB、其中点 M 与准线
第 1 步 · 认模型:题面出现焦点 、过 的弦与准线,四个选项全是长度或位置判断——模型一。先把 定下来:,故 ,,准线 。焦点弦的端点满足 、,这是全题的第一把钥匙。
第 2 步 · 设元:过 的直线不可能是 轴( 轴与 只交于原点,形不成弦),故设 :。代入 :
由韦达定理 、。于是
中点 的坐标为 。
第 3 步 · 列目标式:逐个翻译四个选项。
A:圆心为 ,半径为 。 到准线 的距离为 ;而
故半径 ,恰好等于 到准线的距离,圆与准线相切,✓
B:由上式 ,等号在 (弦为通径)时取得,✓
C:,故 , 的最小值为 1,不是 2,
D:由焦半径公式 。设 ,则 ,代入得 ,解得 ,故 ,✓
第 4 步 · 验边界: 时 、、,,,B 的等号与 C 的反例同时兑现。D 的 对应 、,取 在下方得 ,代回 得 ,这样的直线确实存在。再看有没有漏掉的直线:只有 轴过 而未写进 ,但它与 仅有一个公共点,不构成弦,无需补。
故选 A、B、D。
焦点弦的四条结论
对 的焦点弦 (倾斜角 ):,最小值为 ;;,;以 为直径的圆与准线相切。
前三条负责算长度,第四条负责判断位置关系。看到“直径圆”“中点”“准线”三个词同时出现,先想第四条;看到两条焦半径的倍数关系,先用第二条。
(二)模型二:面积反求直线
本例三角形里 、 两点的坐标都已给全,底边的长度与所在直线都能直接算出来,于是面积只剩一个未知量:第三个顶点到底边的距离。把面积值翻译成这个距离,再翻译成一条与底边平行的直线,交点即所求。
例题 2(模型二·定底反求第三点)
已知 和 为椭圆 : 上两点。
(1)求 的离心率;
(2)若过 的直线 交 于另一点 ,且 的面积为 9,求 的方程。
图 2: 椭圆上的定点 A、P 与定底 AP
第 1 步 · 认模型:、 都是已定的点,只给面积,问第三条边——模型二。底边 是定线段,面积只能决定第三个顶点到直线 的距离,于是 必落在一条与 平行的直线上。
第 2 步 · 设元:(1) 在 上,得 ; 在 上,得
故 ,。
(2):(即上式两边同乘 的化简形式)。直线 的斜率为 ,方程为
第 3 步 · 列目标式:设 到直线 的距离为 ,则
到 的距离为 的平行线写成 ,则
即 或 。 留到第 4 步处理。取 ,即 ,代入 :
解得 或 ,对应 、。
第 4 步 · 验边界:先查 :把 代入 得 ,,与椭圆没有公共点,这一支必须舍去(也可以一眼判断: 在该椭圆上的最大值为 )。再查两点是否可用:、 均在 上且都不与 重合; 那一条就是 本身,面积为 0,本不在候选之列。
最后写直线: 的斜率 , 的斜率 。
故 的方程为 或 。
平行线反求点之后要回头查交点
面积条件翻成“到定底等距的两条平行线”时,一次会得到两条直线,但它们未必都与曲线相交。本题 那一支就完全在椭圆外。跳过这一步,就会多写出一条根本不存在的答案——这是模型二最典型的失分点。
(三)模型三:坐标轴上定点的铅垂面积
弦恒过坐标轴上的一个定点,另一个顶点又是原点,这是铅垂式最典型的场景。先认出那条轴上的定长,再把面积写成“定长乘横坐标之差”的一半。
例题 3(模型三·轴上定点作底)
已知椭圆 :。过点 的直线 与 交于 、 两点, 为坐标原点。若 的面积为 ,求 。
图 3: 弦过 y 轴上定点时,以 OQ 为底
第 1 步 · 认模型:弦 恒过 轴上的定点 ,另一顶点是原点 ,底 落在坐标轴上——模型三,用铅垂式,不去算点线距。
第 2 步 · 设元: 在 外()。若 为 轴(斜率不存在),则 、 为 ,与 共线,面积为 0,不合题意,故可设 :。代入 :
两个交点要求
且 、。
第 3 步 · 列目标式:铅垂式的依据是一行代数:把 代入原点公式
于是 ,即“底 、高换成横坐标之差”。由 得 ,两边平方并代入韦达定理:
去分母整理:,即 ,也即 ,恰为完全平方
最后一步用弦长公式收口:
第 4 步 · 验边界: 满足前提 ,,两交点确实存在; 给出关于 轴对称的同一种构型,弦长相同,故 唯一。斜率不存在的情形已在第 2 步排除。
故 。
铅垂式的通用写法
直线过 轴上的点 时,;过 轴上的点 时,。
一行推导:把 代入 , 项自动抵消,只剩 。它不要求两交点分居轴的两侧,所以同侧、异侧都能直接用。
(四)模型四:面积比与分点
题面用“倍”字描述两个三角形,或给出向量共线倍数,先把面积比换成同底线段比,再换成纵坐标之比。
例题 4(模型四·面积倍数换焦半径)
已知抛物线 : 的焦点为 ,过 的直线与 交于 、 两点( 在第一象限), 为坐标原点。若 的面积是 面积的 3 倍,求 与 的面积。
图 4: 共顶点 O 的两个三角形与同一条焦点弦
第 1 步 · 认模型:两个三角形共用顶点 ,底 、 在同一条直线上——模型四,面积比直接就是线段比。
第 2 步 · 设元:,。设 、,直线过 且不可能是 轴,设 ,代入 :
乘积为负,说明 、 必在 轴两侧,这一点决定下一步的符号。
第 3 步 · 列目标式: 到直线 的距离是 与 的公共高,故
焦半径就是横坐标加 ,即 、;换成纵坐标更直接:两点分居 轴两侧,纵坐标绝对值之比等于焦半径之比,所以
代入 :,。 在第一象限,故 、:
于是
底 在 轴上,用铅垂式(模型三)收尾:
第 4 步 · 验边界:代回检验:、,比恰为 3;焦点弦恒等式 同时成立。再确认直线确实存在:,用它回代 ,与上面一致。
故 , 的面积为 。
换坐标比时必须带符号
换成坐标是 ,负号来自两点分居 轴两侧,而“分居两侧”这件事由 保证。若弦不过焦点而是过抛物线内某点,乘积的符号会随直线而变,此时应先算 的正负再决定符号,不能照抄。
(五)模型五:两条互相垂直的弦
两条弦过同一点且互相垂直,四边形以它们为对角线;先各求一条弦长,再用对角线公式把面积拆成两半。
例题 5(模型五·垂直弦围成的四边形)
已知椭圆 : 的右焦点为 ,过 作两条互相垂直的弦 、,顺次连接 、、、 得四边形 。求该四边形面积的取值范围。
图 5: 过右焦点的两条垂直弦围成的四边形
第 1 步 · 认模型:两条弦过同一点且互相垂直,四边形以它们为对角线——模型五。面积公式 把问题切成两半:各求一条焦点弦长。
第 2 步 · 设元:、、,。先处理 存在且 的一般情形:设 :,则 :。把 代入 :
故这样的弦恒存在。,,于是
第 3 步 · 列目标式: 与 同形,把 换成 :
从而
分子分母都是 的二次式,且系数对称(1,2,1 对 2,5,2),正是换元的信号。同除 :
分离常数:,它在 上单调递增,故
等号在 即 ()时取到。
第 4 步 · 验边界: 在这个换元里没有上界, 对应 或 ,而这两种位置恰好被“ 存在且不为 0”的假设排除,必须单独补算:
(1): 是长轴,; 垂直于 轴,是通径,,故 。
(2) 斜率不存在:与(1)是同一种构型,只是两弦互换,面积仍是 2。
又 ,所以一般情形把 2 作为上确界,由(1)(2)真正取到。
故四边形 面积的取值范围为 :最小值在两弦与坐标轴成 时取得,最大值在两弦分别为长轴与通径时取得。
换元 v 之后仍要看两端
出现 就令 ,范围 立刻写在旁边,等号点是 。
但 取不到无穷大对应的几何位置是真实存在的: 与斜率不存在这两条弦并不在题面之外。凡是设了斜率 的题,收尾前都要回到这两条线补算一次,本讲的最大值正是从那里出来的。
(六)模型六:长度与面积的最值
弦固定、点在动,面积的最值只剩一个高;先把动点设成单参数,再配方或求导。
例题 6(模型六·曲线上动点到定弦的距离)
已知抛物线 : 与直线 : 交于 、 两点,点 是 上位于 、 之间那一段弧上的动点(含端点)。求 与 面积的最大值,及此时点 的坐标。
图 6: 弦 AB 固定,动点 P 在 A、B 之间的弧上
第 1 步 · 认模型:弦 已经固定,只有 在动——模型六。底是常数,面积最值全在高,即点 到直线 的距离。
第 2 步 · 设元:先定 、。由 代入 :
这里用的是 形式的弦长公式()。再设动点
抛物线上的点用纵坐标设,根号就不会出现。
第 3 步 · 列目标式: 写成 ,点 到它的距离
当 在 、 之间的弧上时,弧位于弦的左侧,(该二次式在两端点处恰为 0、开口向上),所以绝对值可以直接去掉负号:
第 4 步 · 验边界:配方后的顶点在 ,而 ,顶点落在允许范围内部,可以直接取:
此时 的坐标为 ,代入 得 4=4,点确在 上。端点处 、面积为 0,是区间上的最小值,符合“含端点”的设定。
故 , 面积的最大值为 ,此时 。
同一个最值的第二种做法:平行切线
面积最大 ⟺ 高最大 ⟺ 过 的切线与 平行。对 ,,令它等于 的斜率倒数 1,得 ,即 ,与配方法同一点。
两种做法都能用,但切线法只给位置不给最值,最终仍要回去算距离;考试作答时优先写配方法,把切线法用在草稿上验算。
五、易错点辨析
本讲六个高频错误分成两类:前三条是公式选错——工具本身没错,套错了情境;后三条是前提没查——式子列对了,却漏掉了题目没保证的条件。检查顺序也按这两类来:先确认公式与设法、情境配套,再确认符号、交点、范围三个前提都成立,最后才动笔算数。
表 4: 公式选用类的三个错误
错误表现
错因
正确做法
设 ,弦长却写
根号内的字母、绝对值里的下标、 所属方程分属两种设法
设哪种用哪种: 配
焦点弦也去联立硬算
忘了定义能把焦半径换成到准线的距离
先写 ,再决定要不要联立
面积一律用
定点已在坐标轴上,仍去算点到直线的距离
轴上有定点就用铅垂式,底换成轴上那段定长
表 5: 前提校验类的三个错误
错误表现
错因
正确做法
面积比换成
只比长度大小,没判两点在轴的同侧还是两侧
先看 的符号,异侧必须补负号
平行线反求点后直接往下算
两条等距平行线里可能有一条与曲线根本不相交
分别回代查 ,无交点那一支舍掉
换元后不写新元范围
把代数上的极值当成几何上能取到的最值
范围与换元写在同一行,另补算 与斜率不存在
六、当堂检测
A 组练六个模型的基本动作,限时 20 分钟;B 组练焦点弦的范围、比值与最值,限时 20 分钟;C 组两道压轴,需要把两个模型串起来用。
(一)A 组:基础过关
A 组四题只查公式与定义:焦点弦用 或焦半径倒数和,一般弦用韦达定理,通径用 ,每题都应在一两分钟内收口。
A1
已知抛物线 : 的焦点为 ,过 的直线交 于 、 两点。若 、 的横坐标之和为 10,求 。
A2
求直线 被抛物线 截得的弦长。
A3
已知椭圆 : 的左、右焦点分别为 、,过 且垂直于 轴的直线交 于 、 两点。求 与 的面积。
A4
已知抛物线 : 的焦点为 ,过 的直线交 于 、 两点。若 ,求 。
(二)B 组:能力提升
B 组四题都要先把目标写成单参数的函数,再看范围与特殊位置;不要急着用基本不等式,先确认等号点能不能取到。
B5
已知椭圆 : 的右焦点为 ,过 的直线与 交于 、 两点, 为坐标原点。求 面积的最大值,及此时 的长。
B6
求椭圆 的过右焦点的弦长 的取值范围。
B7
已知椭圆 : 的左焦点为 ,过 的直线与 交于 、 两点。若 ,求 。
B8
已知抛物线 : 的焦点为 ,过 作两条互相垂直的弦 、,顺次连接 、、、 得四边形 。求该四边形面积的最小值。
(三)C 组:压轴突破
C 组两题都要多走一步:先把面积条件翻译成直线或坐标,再回到弦长与面积公式;C9 还要检查另一支平行线是否与曲线相交。
C9
已知 、 是抛物线 : 上的两点,过 的直线 与 交于另一点 。若 的面积为 30,求 的方程。
C10
已知抛物线 : 的焦点为 ,过 的直线与 交于 、 两点,、 在 的准线上的射影分别为 、。求四边形 面积的最小值。
七、参考答案与提示
十道题都写明关键那一步与一个易错点。做完先对答案,再回到第三、五节找到对应的模型,把四步重走一遍。
(一)A 组
A 组四题只查公式,做完先对答案,再回到第二节把对应的公式默写一遍。
A1答案:。
提示: 中 ,故 ,焦点弦 ,不必联立。易错点:把 当成 8,答成 18。
A2答案:。
提示:代入得 ,即 ,故 ,再乘 。易错点:把 直接当成弦长。
A3答案:,。
提示:这条弦就是通径,; 以 为底,高为焦距 。易错点:,不是 13;通径长漏掉因子 2。
A4答案:。
提示: 的 ,用 配上 ,解得 、,和为 。易错点:把倍数条件写成 ——焦半径是 ,不是 。
(二)B 组
B 组四题的关键都在换元后的范围,提示里把等号点单独标了出来。
B5答案:最大值为 ,此时 (弦为通径)。
提示:设 ,得 ,,于是 。令 ,则 ,它在 上单调递减,故 即 时取最大值 ,此时 。易错点:用基本不等式得 ,但等号要求 ,落在范围外,取不到。
B6答案:。
提示:设倾斜角为 ,则 。 时最短,为通径 3; 时最长,为长轴 4。易错点:与抛物线混记——抛物线的焦点弦只有下界 ,椭圆上下界都有。
B7答案:。
提示:椭圆里 ,配上 解得 、。易错点:把抛物线的 照搬到椭圆上;求出后还要验 ,即 ,弦才真的存在。
B8答案:最小值为 32。
提示:设 的倾斜角为 ,则 的为 ,、。两对角线互相垂直,故 ,等号在 时取得。易错点:两条弦用了同一个 ,漏掉垂直带来的角度差。
(三)C 组
C 组两题的关键步骤不同:C9 靠判别式舍去无交点的一支,C10 靠焦点弦长公式与取等位置。
C9答案: 的方程为 或 。
提示:、 已定,先算定底 ,直线 :。由 得 ,故 在 上且 , 或 。 代回得 , 或 ,即 与 ,对应两条直线; 代回得 ,,与抛物线无公共点,舍去。易错点:漏舍无交点那一支;或把两个 点合成一条直线。
C10答案:最小值为 8。
提示:、 都平行于 轴, 是梯形,两底长 、(正是两段焦半径),高为 ,故 。设 代入 得 ,、,于是 ,等号在 (弦为通径)时取得。易错点:把 写成 ,漏掉 。
本讲自查
合上讲义前,按顺序自查三件事:一、设线形式与弦长公式是否配套;二、面积用的是底乘高、铅垂式还是原点式,第三个顶点在哪;三、换元后的新元范围与等号点是否都验过。三件事都能说清楚,本讲的六个模型才算真正过手。
学科网(北京)股份有限公司
$