科学备考解析几何中与三角形面积相关的问题

来源 :中学生数理化·高考数学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xxzjlei
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  解决解析几何中三角形面积的最值问题一般分为三个步骤:一是求出面积表达式(常用直接求法或分割求法);二是得到目标函数式后,明确自变量及自变量的限制条件(如利用判别式大于0等);三是利用配方法、基本不等式法、单调性法等求出面积的最值或取值范围。
  题型一:椭圆中有关三角形的面积的最值问题
  例1已知椭圆C:
  (1)求椭圆C的标准方程;
  (2)如图1,A为椭圆C上一动点(非长轴端点),F,F,分别为椭圆C的左焦点和右焦点,AF,的延长线与椭圆C交于B点,AO的延长线与椭圆C交于D点,连接BD,求△ABD面积的最大值。
  分析:(1)由题意求得a,6,c的值,从而确定椭圆C的方程;(2)分类讨论直线的斜率存在和不存在两种情况,联立直线与椭圆方程,得到关于的一元二次方程,结合韦达定理和基本不等式即可确定三角形面积的最大值。
  ②当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=k(x-2)。
  综上可知,△ABD面积的最大值为42。题型二抛物线中有关三角形的面积的最值问题
  例2已知抛物线C:x=2py(p》0),其焦点到准线的距离为2,直线l与抛物线C交于A,B两点,过A,B分别作拋物线C的切线l,lz,l与l,交于点M。
  (1)求p的值;
  (2)若lllz,求△MAB面积的最小值。分析:(1)根据抛物线的性质即可得到p的值。(2)由直线垂直可构造出斜率关系,得到xx=-4,通过联立直线与抛物线方程,由根与系数的关系求得m;联立两切线方程,可用k表示出点M的坐标,代人点到直线的距离公式,得到关于面积的函数关系式,从而求得最值。
  解:(1)由题意知,抛物线的焦点为0,2力),准线方程为=一2P,焦点到准线的距离为2,即p=2。
  (2)由(1)得抛物线C的方程为x=4y,
  当k=0时,△MAB的面积取得最小值4。题型三:椭圆中有关三角形的面积的取值范围问题
  (1)求椭圆E的标准方程;
  (2)B为椭圆E上的动点,过点F作平行于OB的直线l交椭圆E于C,D两点,求△BCD面积的取值范围。
  分析:(1)根据题意可得c=1,且|AF| |AF’|=22=2a,从而得到椭圆E的标准方程。(2)必须要讨论直线CD的斜率。当直线CD的斜率存在时,设直线CD的方程为y=k(x 1)(k≠0),联立方程利用韦达定理表示出△BCD的面积,即可求解。
  解:(1)设椭圆E的右焦点为F’,由左焦点F(-1,0),可得F’(1,0),即c=1。
  由椭圆定义得|AF| |AF’|=2/2=2a,即a=2,所以b=a’-c2=1。
  当直线CD的斜率存在时,设直线CD的方程为y=k(x 1)(k0)。
  题型四:抛物线中有关三角形的面积的取值范围问题
  例4已知抛物线C:y’=2pc(p》0)的焦点为F,过点F垂直于x轴的直线与抛物线C交于A,B两点,抛物线C在A,B两点处的切线及直线AB所围成的三角形的面积为4。(1)求抛物线C的标准方程;
  (2)设M,N是抛物线C上异于原点O的两个动点,且满足kom.kov=ko.koB,求OMN面积的取值范围。
  分析:(1)求出点A,B的坐标,利用导数的几何意义求出切线方程,得到切线与轴的交点,利用三角形的面积列方程解出p即可;
  (2)计算ko.ko=-4,设出直线MN的方程,求出直线MN与x轴的交点,联立方程组,根据韦达定理及弦长公式可得|ym-vl,从而可以求出△OMN面积的取值范围。
  所以抛物线C在A处的切线斜率为1。由抛物线C的对称性知抛物线C在B处的切线斜率为-1。
  因为》0,所以Soomn》2。
  综上可知,Souv的取值范围为【2, oo)。解决解析几何中与面积相关的问题,首先应正确表示面积,不论用直接法还是用分割法求面积,快而准确是目标。完成面积的表示之后,才会进人到下一环节,所以同学们还是应该重视解析几何部分运算能力的提高。
  (责任编辑王福华)
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