椭圆:椭圆中的弦长问题、椭圆中的中点弦问题、椭圆中面积问题讲义-2026-2027学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册
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内容正文:
2026-2027学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册讲义
椭圆:椭圆中的弦长问题、椭圆中的中点弦问题、椭圆中面积问题讲义
考点目录
椭圆中的弦长问题
椭圆中的中点弦问题
椭圆中面积问题
考点一 椭圆中的弦长问题
一、核心原理
将直线方程与椭圆方程联立,消元得到一元二次方程,弦的两个端点对应方程的两根;通过韦达定理得到两根之和、两根之积,直接代入弦长公式计算,无需解出具体交点坐标。
直线与椭圆相交的前提:。
二、 通用弦长公式
设直线 ,椭圆 (),两交点为 、。
联立消去 ,整理得关于 的一元二次方程:
由韦达定理得:
弦长公式
· 用横坐标计算(最常用):
· 用纵坐标计算(消去 时):
斜率不存在的特殊情况
直线为竖直直线 时,直接代入椭圆方程得 ,弦长为纵坐标差:
三、特殊弦:通径
· 定义:过焦点且垂直于长轴的弦,是椭圆中最短的焦点弦。
· 长度(定值):
· 推导:将 代入椭圆方程,解得 ,由上下对称性直接得弦长,无需联立计算。
四、解题步骤
1. 设直线方程,分斜率存在、斜率不存在两种情况;
1. 联立椭圆方程,消元得一元二次方程,验证 ;
1. 写出韦达定理(两根之和、两根之积);
1. 代入弦长公式计算结果。
例1.(25-26高二下·上海·期末)著名古希腊数学家阿基米德首次用“逼近法”的思想得到了椭圆的面积公式( 分别为椭圆的长半轴长和短半轴长),为后续微积分的开拓奠定了基础.已知椭圆 .
(1)求的面积;
(2)若直线交于两点,求.
例2.(25-26高二下·甘肃兰州·期中)已知椭圆C:(a>b>0)的离心率为,是C上一点.
(1)求C的方程;
(2)已知斜率为1的直线l与C交于M,N两点,若,求l的方程.
例3.(25-26高二上·陕西汉中·阶段检测)已知椭圆的左、右焦点分别是,椭圆上一点满足,且椭圆过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆交于M,N两点.
(i)求的取值范围;
(ii)若,求的值.
变式1.(25-26高二上·天津河北·阶段检测)已知椭圆,左焦点为,且
(1)求M的方程;
(2)若过点且斜率为的直线l与M交于A,B两点,求.
变式2.(25-26高二下·吉林长春·期中)已知椭圆的左右焦点分别为,,是其上一点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线与椭圆相交于,两点,且,求.
变式3.(25-26高二上·河南洛阳·阶段检测)已知椭圆的离心率为,上的点与其中一个焦点的距离的最小值为.
(1)求的方程;
(2)设直线与相交于不同的两点,.
(ⅰ)点关于原点的对称点为,直线的斜率为,证明:为定值;
(ⅱ)当时,求的值.
考点二 椭圆中的中点弦问题
一、核心本质
已知弦的中点坐标,求弦所在直线的斜率或方程,核心方法是点差法,比联立韦达法更简便。本质是利用端点在椭圆上的条件,作差后直接关联中点坐标与弦的斜率,实现“设而不求”。
二、点差法推导(焦点在 轴)
设椭圆 ,弦 的端点为 、,中点为 。
两点均在椭圆上:
两式作差,因式分解得:
代入 ,,弦的斜率 ,整理得核心结论:
其中 为中点 与原点连线的斜率。
补充:若椭圆焦点在 轴上,对应结论为 。
三、常见题型
1. 已知中点求直线方程:代入中点坐标得 ,直接求出弦的斜率 ,用点斜式写出直线方程;
1. 已知斜率求中点轨迹:设中点坐标 ,代入斜率关系,得到中点的轨迹方程,需注意轨迹必须在椭圆内部。
四、关键注意事项
点差法仅能快速推导斜率关系,必须验证直线与椭圆相交();当中点在椭圆外时,不存在满足条件的弦,此时点差法求出的直线无效。
五、解题步骤
1. 设弦的端点与中点坐标,分别代入椭圆方程;
1. 两式作差、因式分解,代入中点坐标与斜率关系;
1. 求出弦的斜率,用点斜式写出直线方程;
1. 联立直线与椭圆,验证 ,确认直线存在。
例1.(25-26高二上·山东青岛·期中)直线与椭圆交于,两点,若为线段的中点,则的斜率为( )
A. B. C. D.1
例2.(25-26高二上·重庆沙坪坝·阶段检测)已知曲线,直线l与曲线C交于A,B两点,且点是线段AB的中点,则直线l的斜率为( )
A. B. C. D.
例3.(25-26高二上·陕西西安·期中)已知是曲线上的动点,且动点与定点的距离和到直线的距离的比是常数.
(1)求曲线的轨迹方程;
(2)若过点的直线和曲线相交于,两点,且为线段的中点,求直线的方程.
变式1.(25-26高二上·湖北武汉·阶段检测)若斜率为1的直线与椭圆交于两点,则弦的中点坐标可能是( )
A. B. C. D.
变式2.(25-26高二上·甘肃酒泉·阶段检测)已知椭圆与直线交于两点,若点为线段的中点,则直线的方程是( )
A. B.
C. D.
变式3.(25-26高三上·河北衡水·期末)已知椭圆,椭圆与有公共焦点,点在上.
(1)求的方程;
(2)过点的直线与相交于两点,为的中点,求直线的方程.
考点三 椭圆中面积问题
一、核心思路
将目标图形拆分为三角形、四边形等基础图形,结合弦长、点到直线距离、坐标差表示面积,最终转化为定值计算或函数最值问题。
二、 焦点三角形面积
椭圆上任意一点 与两焦点 构成的 :
· 角度型公式:( 为顶角);
· 坐标型公式:( 为点 的纵坐标);
· 最值:当 位于短轴端点时,顶角最大,面积同时取最大值 。
三、 单弦对应三角形的面积(最高频)
场景:一条动弦 + 一个定点 ,求三角形面积或面积最值。
核心公式
其中 为弦长, 为定点 到直线 的距离。
四、简化技巧:坐标轴拆分法
若定点在坐标轴上,可将三角形拆分为两个同底的小三角形,简化计算:
例:定点 在 轴上,坐标为 ,则 ,用纵坐标差计算更简便。
五、面积最值常用求法
1. 基本不等式法:将面积表示为斜率/参数的函数,用基本不等式求最值;
1. 参数方程法:设椭圆上点为 ,转化为三角函数求最值;
1. 切线平移法:定弦+动点时,平移直线至与椭圆相切,此时点到直线距离取极值,对应面积最值。
六、 四边形面积
1. 对角线垂直型:若四边形对角线互相垂直,面积为对角线乘积的一半:,分别计算两条对角线的弦长后代入;
1. 拆分法:沿对角线将四边形拆分为两个三角形,分别计算面积后求和,适用于任意四边形;
1. 椭圆内接矩形:边平行于坐标轴时,最大面积为 ,顶点为 。
七、解题步骤
1. 拆分图形,将目标面积转化为基础图形的和差;
1. 选择对应面积公式,结合弦长、点到直线距离或坐标差表示面积;
1. 定值问题直接代入计算,最值问题用基本不等式、函数单调性等求解;
1. 验证等号成立条件。
例1.(25-26高二上·江苏扬州·期中)已知椭圆的焦点为,且该椭圆经过点.
(1)求的标准方程;
(2)若为上一点,且,求的面积.
例2.(25-26高二上·北京昌平·阶段检测)已知椭圆长轴长为4,且椭圆的离心率,其左右焦点分别为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设斜率为且过的直线与椭圆交于两点,求的面积.
例3.(25-26高二上·河南濮阳·阶段检测)已知椭圆C:的焦距为,离心率为.
(1)求C的标准方程;
(2)若,直线l:交椭圆C于E,F两点,且的面积为,求t的值.
例4.(26-27高二上·湖南长沙·阶段检测)过圆上的动点向轴作垂线,垂足为,动点满足.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)过点且斜率不为的动直线与相交于,两点,点,求面积的最大值.
变式1.(25-26高二上·海南海口·阶段检测)已知椭圆经过点
(1)求的方程和离心率;
(2)若过点且斜率为1的直线与的另一个交点为,求的面积.
变式2.(25-26高二上·湖北十堰·阶段检测)已知椭圆的短轴长为2,且过点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若经过椭圆C的右焦点作倾斜角为的直线l,直线l与椭圆C交于A,B两点,O为坐标原点,求的面积.
变式3.(25-26高二下·广东潮州·期末)已知椭圆经过点,其右焦点为,左、右顶点分别为,.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知点为椭圆上任意一点(不与左、右顶点,重合),求证:直线,的斜率之积为定值,并求出该定值;
(3)若过点的直线与椭圆交于,两点,求的面积的最大值.
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椭圆:椭圆中的弦长问题、椭圆中的中点弦问题、椭圆中面积问题讲义
考点目录
椭圆中的弦长问题
椭圆中的中点弦问题
椭圆中面积问题
考点一 椭圆中的弦长问题
一、核心原理
将直线方程与椭圆方程联立,消元得到一元二次方程,弦的两个端点对应方程的两根;通过韦达定理得到两根之和、两根之积,直接代入弦长公式计算,无需解出具体交点坐标。
直线与椭圆相交的前提:。
二、 通用弦长公式
设直线 ,椭圆 (),两交点为 、。
联立消去 ,整理得关于 的一元二次方程:
由韦达定理得:
弦长公式
· 用横坐标计算(最常用):
· 用纵坐标计算(消去 时):
斜率不存在的特殊情况
直线为竖直直线 时,直接代入椭圆方程得 ,弦长为纵坐标差:
三、特殊弦:通径
· 定义:过焦点且垂直于长轴的弦,是椭圆中最短的焦点弦。
· 长度(定值):
· 推导:将 代入椭圆方程,解得 ,由上下对称性直接得弦长,无需联立计算。
四、解题步骤
1. 设直线方程,分斜率存在、斜率不存在两种情况;
1. 联立椭圆方程,消元得一元二次方程,验证 ;
1. 写出韦达定理(两根之和、两根之积);
1. 代入弦长公式计算结果。
例1.(25-26高二下·上海·期末)著名古希腊数学家阿基米德首次用“逼近法”的思想得到了椭圆的面积公式( 分别为椭圆的长半轴长和短半轴长),为后续微积分的开拓奠定了基础.已知椭圆 .
(1)求的面积;
(2)若直线交于两点,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意求出,再根据公式求解即可.
(2)联立两方程,根据韦达定理以及弦长公式求解即可.
【详解】(1)椭圆 的方程为 ,所以 ,则 .所以椭圆 的面积 .
(2)联立,得 .
设,则.
所以.
例2.(25-26高二下·甘肃兰州·期中)已知椭圆C:(a>b>0)的离心率为,是C上一点.
(1)求C的方程;
(2)已知斜率为1的直线l与C交于M,N两点,若,求l的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由已知条件列出关于的方程组求解;
(2)设直线l:y=x+m,,直线方程与椭圆方程联立方程组,消元后应用韦达定理,然后由圆锥曲线中的弦长公式求解.
【详解】(1)由题可知解得a=2,,
所以C的方程为.
(2)设直线l:y=x+m,.
由得,则,
,
解得,所以l的方程为.
例3.(25-26高二上·陕西汉中·阶段检测)已知椭圆的左、右焦点分别是,椭圆上一点满足,且椭圆过点.
(1)求椭圆的方程;
(2)直线与椭圆交于M,N两点.
(i)求的取值范围;
(ii)若,求的值.
【答案】(1)
(2)(i) (ii)
【分析】根据椭圆的定义求的值即可;
(i)联立椭圆和直线,根据有两个交点,计算即可;
(ii)将代入(i)中联立的式子,根据弦长公式即可.
【详解】(1)由椭圆的定义可知,即,
又椭圆过点,故
椭圆的方程为.
(2)联立
得.
设.
(i)易知,
解得
(ii)将代入(i)中联立后的式子得,
,
解得,
.
变式1.(25-26高二上·天津河北·阶段检测)已知椭圆,左焦点为,且
(1)求M的方程;
(2)若过点且斜率为的直线l与M交于A,B两点,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用已知条件求出,进而得出,结合求出,即得椭圆方程;
(2)求出直线方程,联立椭圆方程,运用韦达定理和弦长公式求解即可.
【详解】(1)椭圆的左焦点为,,故,
又,联立解得,,
椭圆的方程为:.
(2)
过点且斜率为的直线l的方程为,
联立椭圆方程得,整理得,
设,由韦达定理得,
.
变式2.(25-26高二下·吉林长春·期中)已知椭圆的左右焦点分别为,,是其上一点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线与椭圆相交于,两点,且,求.
【答案】(1)椭圆的标准方程为
(2)
【分析】(1)依题意列出关于的方程,求解即得椭圆标准方程;
(2)联立直线与椭圆方程,写出韦达定理,结合条件求出,再由弦长公式计算即得.
【详解】(1)由椭圆焦点,,得半焦距,故.
椭圆方程为,将点代入得:
化简得,即,
因,解得,则.
故椭圆的标准方程为.
(2)联立直线与椭圆方程:
消去得.
显然,由韦达定理,,(*).
由,得,
将(*)代入上式,可得,
化简得,解得,则,,
于是,
故.
变式3.(25-26高二上·河南洛阳·阶段检测)已知椭圆的离心率为,上的点与其中一个焦点的距离的最小值为.
(1)求的方程;
(2)设直线与相交于不同的两点,.
(ⅰ)点关于原点的对称点为,直线的斜率为,证明:为定值;
(ⅱ)当时,求的值.
【答案】(1)
(2)
(ⅰ)由得.
因为直线与椭圆有两个交点,
所以,即(*),
设,,,则,
所以,
故,
因此为定值,
(ⅱ)
【分析】(1)根据离心率以及椭圆的性质即可求解得解,
(2)(ⅰ)联立直线与椭圆方程,根据韦达定理,结合斜率公式即可求解为定值,(ⅱ)根据弦长公式即可求解.
【详解】(1)依题意得,解得,
所以椭圆的方程为;
(2)(ⅰ)略
(ⅱ),因此,
化简可得,即,
解得,均满足(*),
故
考点二 椭圆中的中点弦问题
一、核心本质
已知弦的中点坐标,求弦所在直线的斜率或方程,核心方法是点差法,比联立韦达法更简便。本质是利用端点在椭圆上的条件,作差后直接关联中点坐标与弦的斜率,实现“设而不求”。
二、点差法推导(焦点在 轴)
设椭圆 ,弦 的端点为 、,中点为 。
两点均在椭圆上:
两式作差,因式分解得:
代入 ,,弦的斜率 ,整理得核心结论:
其中 为中点 与原点连线的斜率。
补充:若椭圆焦点在 轴上,对应结论为 。
三、常见题型
1. 已知中点求直线方程:代入中点坐标得 ,直接求出弦的斜率 ,用点斜式写出直线方程;
1. 已知斜率求中点轨迹:设中点坐标 ,代入斜率关系,得到中点的轨迹方程,需注意轨迹必须在椭圆内部。
四、关键注意事项
点差法仅能快速推导斜率关系,必须验证直线与椭圆相交();当中点在椭圆外时,不存在满足条件的弦,此时点差法求出的直线无效。
五、解题步骤
1. 设弦的端点与中点坐标,分别代入椭圆方程;
1. 两式作差、因式分解,代入中点坐标与斜率关系;
1. 求出弦的斜率,用点斜式写出直线方程;
1. 联立直线与椭圆,验证 ,确认直线存在。
例1.(25-26高二上·山东青岛·期中)直线与椭圆交于,两点,若为线段的中点,则的斜率为( )
A. B. C. D.1
【答案】D
【分析】设,,利用设而不求点差法求解中点弦斜率.
【详解】设,,因为A,B两点在椭圆上,
所以有,两式相减可得,
即,
因为点是线段AB的中点,
根据中点坐标公式可得,即,.
代入,可得,
而就是直线的斜率k,所以直线的斜率为.
因为,故点在椭圆内,所以直线与椭圆相交,满足条件,
故选:D
例2.(25-26高二上·重庆沙坪坝·阶段检测)已知曲线,直线l与曲线C交于A,B两点,且点是线段AB的中点,则直线l的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设,,利用设而不求点差法求解中点弦斜率.
【详解】设,,因为A,B两点在曲线上,
所以有,用(1)式减去(2)式可得,
即,
因为点是线段AB的中点,
根据中点坐标公式可得,即,.
代入,可得,
而就是直线l的斜率k,所以直线l的斜率为.
因为,故点在椭圆内,所以直线与椭圆相交,满足条件,
故选:D.
例3.(25-26高二上·陕西西安·期中)已知是曲线上的动点,且动点与定点的距离和到直线的距离的比是常数.
(1)求曲线的轨迹方程;
(2)若过点的直线和曲线相交于,两点,且为线段的中点,求直线的方程.
【答案】(1).
(2).
【分析】(1)根据距离公式可得出关于x、y所满足的等式,化简可得点M的轨迹方程;
(2)设点、,由点差法求出直线斜率即可由点斜式方程得解.
【详解】(1)因为动点与定点的距离和到直线的距离的比是常数,
则,整理可得,
所以曲线的轨迹方程为.
(2)由题意点在椭圆内,且直线l的斜率存在且不为0,
设点、,因为为线段的中点,
所以
,
所以直线的方程为即.
变式1.(25-26高二上·湖北武汉·阶段检测)若斜率为1的直线与椭圆交于两点,则弦的中点坐标可能是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设,弦的中点坐标为,利用点差法列方程组,结合条件推得,逐一检验选项,并考虑点在椭圆内即得.
【详解】设,则,
两式相减得:(*),
设弦的中点坐标为,则,
因直线的斜率为1,即,
分别代入上式(*),整理得:.
将选项逐一代入检验知,A,D满足,但是,点在椭圆外,不合要求.
故选:A.
变式2.(25-26高二上·甘肃酒泉·阶段检测)已知椭圆与直线交于两点,若点为线段的中点,则直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设点,利用题设条件得出利用点差法得到 ,代入结论整理得直线的斜率,即可求出直线的方程.
【详解】设点,因点为线段的中点,则(*)
又在椭圆(即)上,则 ①, ② ,
由,可得,
将(*)代入,化简得,即,可知直线的斜率为,
故直线的方程为:,即.
故选:B.
变式3.(25-26高三上·河北衡水·期末)已知椭圆,椭圆与有公共焦点,点在上.
(1)求的方程;
(2)过点的直线与相交于两点,为的中点,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设椭圆的方程为,即可求出、;
(2)设,,利用点差法求出直线的斜率,再由点斜式求出直线方程.
【详解】(1)依题意设椭圆的方程为,
则,解得,
所以椭圆的方程为.
(2)因为,所以点在椭圆内,直线与椭圆相交,
设,,则,
所以,即,
又点为的中点,所以,
所以,则,
即,所以直线的方程为,即.
考点三 椭圆中面积问题
一、核心思路
将目标图形拆分为三角形、四边形等基础图形,结合弦长、点到直线距离、坐标差表示面积,最终转化为定值计算或函数最值问题。
二、 焦点三角形面积
椭圆上任意一点 与两焦点 构成的 :
· 角度型公式:( 为顶角);
· 坐标型公式:( 为点 的纵坐标);
· 最值:当 位于短轴端点时,顶角最大,面积同时取最大值 。
三、 单弦对应三角形的面积(最高频)
场景:一条动弦 + 一个定点 ,求三角形面积或面积最值。
核心公式
其中 为弦长, 为定点 到直线 的距离。
四、简化技巧:坐标轴拆分法
若定点在坐标轴上,可将三角形拆分为两个同底的小三角形,简化计算:
例:定点 在 轴上,坐标为 ,则 ,用纵坐标差计算更简便。
五、面积最值常用求法
1. 基本不等式法:将面积表示为斜率/参数的函数,用基本不等式求最值;
1. 参数方程法:设椭圆上点为 ,转化为三角函数求最值;
1. 切线平移法:定弦+动点时,平移直线至与椭圆相切,此时点到直线距离取极值,对应面积最值。
六、 四边形面积
1. 对角线垂直型:若四边形对角线互相垂直,面积为对角线乘积的一半:,分别计算两条对角线的弦长后代入;
1. 拆分法:沿对角线将四边形拆分为两个三角形,分别计算面积后求和,适用于任意四边形;
1. 椭圆内接矩形:边平行于坐标轴时,最大面积为 ,顶点为 。
七、解题步骤
1. 拆分图形,将目标面积转化为基础图形的和差;
1. 选择对应面积公式,结合弦长、点到直线距离或坐标差表示面积;
1. 定值问题直接代入计算,最值问题用基本不等式、函数单调性等求解;
1. 验证等号成立条件。
例1.(25-26高二上·江苏扬州·期中)已知椭圆的焦点为,且该椭圆经过点.
(1)求的标准方程;
(2)若为上一点,且,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据已知条件求得,从而求得椭圆的标准方程.
(2)根据椭圆的定义求得,从而求得的面积.
【详解】(1)依题意,设椭圆方程为,
所以,解得.
所以椭圆的标准方程为.
(2)由于,,根据抛物线的定义有:
,整理得,
所以的面积为.
例2.(25-26高二上·北京昌平·阶段检测)已知椭圆长轴长为4,且椭圆的离心率,其左右焦点分别为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设斜率为且过的直线与椭圆交于两点,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由椭圆的基本性质得到椭圆的值,写出椭圆方程.
(2)写出直线方程,联立方程组,由韦达定理得到和,用交点弦长公式得到线段长,由点到直线距离得到三角形高,从而算出三角形面积.
【详解】(1)由题意可知:,则,
∵,∴,
∴,
∴椭圆
(2),∴直线:,
联立方程组得,
设,
则,
点到直线的距离
∴
例3.(25-26高二上·河南濮阳·阶段检测)已知椭圆C:的焦距为,离心率为.
(1)求C的标准方程;
(2)若,直线l:交椭圆C于E,F两点,且的面积为,求t的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意得到,,即可得到答案.
(2)首先设,,根据直线与椭圆联立,结合根系关系得到,设直线l与x轴的交点为,再根据求解即可.
【详解】(1)由题意得,,,
又,则,
则,
所以C的标准方程为.
(2)由题意设,,如图所示:
联立,
整理得, ,
则,,
故.
设直线l与x轴的交点为,
又,则,
故,
结合,解得.
例4.(26-27高二上·湖南长沙·阶段检测)过圆上的动点向轴作垂线,垂足为,动点满足.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)过点且斜率不为的动直线与相交于,两点,点,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用相关点法,结合向量的坐标运算即可得解;
(2)设,,,联立直线与轨迹的方程,结合韦达定理,用表示面积,利用基本不等式求得其最大值.
【详解】(1)设,,则,
所以,,
又,所以,
即解得.
又点在圆上,所以,
即,
故动点的轨迹的方程为.
(2)由题可设,,.
联立,消去整理得,
,即,
所以,,
,
令,则,
所以.
当且仅当,即时,等号成立.
故面积的最大值为.
变式1.(25-26高二上·海南海口·阶段检测)已知椭圆经过点
(1)求的方程和离心率;
(2)若过点且斜率为1的直线与的另一个交点为,求的面积.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)将点代入得到关于的方程组,解出即可得的方程,再求离心率即可;
(2)易得直线方程为,求出交点坐标,再求面积即可.
【详解】(1)由题意得解得
所以的方程为.
的离心率为.
(2)由题意知直线的方程为,
联立得得或所以
观察可知是等腰三角形,且与轴平行,
所以.
变式2.(25-26高二上·湖北十堰·阶段检测)已知椭圆的短轴长为2,且过点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若经过椭圆C的右焦点作倾斜角为的直线l,直线l与椭圆C交于A,B两点,O为坐标原点,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由已知易求得,将代入椭圆方程可求得,可求椭圆C的方程;
(2)求得直线方程,与椭圆方程联立,利用根与系数的关系可求得,,进而利用弦长公式求得弦长,利用点到直线的距离公式求得三角形边上的高,可求面积.
【详解】(1)由椭圆的简单几何性质,可知,得,
将点代入,得,
所以椭圆C的标准方程为.
(2)由已知可得椭圆的右焦点为,直线l的方程为,
联立椭圆方程,得,,
设,,所以,,
则,
点到直线的距离,
故.
变式3.(25-26高二下·广东潮州·期末)已知椭圆经过点,其右焦点为,左、右顶点分别为,.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知点为椭圆上任意一点(不与左、右顶点,重合),求证:直线,的斜率之积为定值,并求出该定值;
(3)若过点的直线与椭圆交于,两点,求的面积的最大值.
【答案】(1)
(2)设点,则,即,
由题意可知:,,
则,
所以直线,的斜率之积为定值,该定值为.
(3)
【分析】(1)根据题意列方程求的值,即可得椭圆的标准方程;
(2)设点,可得,结合斜率公式分析证明即可;
(3)设,,,,与椭圆方程联立利用韦达定理可得,进而可得,换元利用基本不等式求最值即可.
【详解】(1)由题意可得:,解得,,,
所以椭圆的标准方程为.
(2)略
(3)由题意可知:直线不垂直于坐标轴,且过点,
设,,,,
联立方程,消去x可得,
则,解得,
可得,,
则,
因为,则,
可得的面积.
设,则,
可得,
当且仅当,即,时,等号成立
所以的面积的最大值为.
2
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