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專題03圓錐曲線中的三角形(四邊形)面積問題(含定值、最值、范圍問題)(典型題型歸類訓(xùn)練)目錄TOC\o"1-2"\h\u一、必備秘籍 1二、典型題型 3題型一:三角形面積(定值問題) 3題型二:四邊形面積(定值問題) 6題型三:三角形面積(最值,范圍問題) 8題型四:四邊形面積(最值,范圍問題) 11三、專項(xiàng)訓(xùn)練 13一、必備秘籍1、弦長(zhǎng)公式(最常用公式,使用頻率最高)2、三角形面積問題直線方程:3、焦點(diǎn)三角形的面積直線過焦點(diǎn)的面積為注意:為聯(lián)立消去后關(guān)于的一元二次方程的二次項(xiàng)系數(shù)4、平行四邊形的面積直線為,直線為注意:為直線與橢圓聯(lián)立后消去后的一元二次方程的系數(shù).5、范圍問題首選均值不等式,其實(shí)用二次函數(shù),最后選導(dǎo)數(shù)均值不等式變式:作用:當(dāng)兩個(gè)正數(shù)的積為定值時(shí)求出這兩個(gè)正數(shù)的和的最小值;當(dāng)兩個(gè)正數(shù)的和為定值時(shí)求出這兩個(gè)正數(shù)的積的最大值注意:應(yīng)用均值不等式求解最值時(shí),應(yīng)注意“一正二定三相等”圓錐曲線經(jīng)常用到的均值不等式形式列舉:(1)(注意分三種情況討論)(2)當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立(3)當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.(4)當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立(5)當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.二、典型題型題型一:三角形面積(定值問題)1.(24-25高二上·上?!るS堂練習(xí))已知橢圓C:的左、右焦點(diǎn)分別為、,上頂點(diǎn)為A,,長(zhǎng)軸的長(zhǎng)為4.過右焦點(diǎn)的直線l與橢圓交于M、N兩點(diǎn)(非長(zhǎng)軸端點(diǎn)).
(1)求橢圓的方程;(2)若直線l過橢圓的上頂點(diǎn)A,求的面積.2.(2024高三下·全國(guó)·專題練習(xí))已知橢圓,直線(其中)與橢圓相交于兩點(diǎn),為的中點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),.求的面積.3.(23-24高二上·貴州銅仁·階段練習(xí))已知橢圓,直線(其中)與橢圓相交于兩點(diǎn),為的中點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),.(1)求的值;(2)求的面積.4.(24-25高二上·上?!ふn堂例題)已知雙曲線C:的上、下焦點(diǎn)分別為、,P為雙曲線C上一點(diǎn),且滿足,求的面積.5.(23-24高二下·河南南陽·期末)已知雙曲線的實(shí)軸比虛軸長(zhǎng)2,且焦點(diǎn)到漸近線的距離為2.(1)求雙曲線的方程;(2)若動(dòng)直線與雙曲線恰有1個(gè)公共點(diǎn),且與雙曲線的兩條漸近線分別交于點(diǎn),兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),證明:的面積為定值.6.(23-24高二下·安徽六安·期末)過拋物線焦點(diǎn)的直線交于兩點(diǎn),特別地,當(dāng)直線的傾斜角為時(shí),.(1)求拋物線的方程;(2)已知點(diǎn),若,求的面積(為坐標(biāo)原點(diǎn)).題型二:四邊形面積(定值問題)1.(2024·天津武清·模擬預(yù)測(cè))已知為坐標(biāo)原點(diǎn),雙曲線的右焦點(diǎn)為,以為直徑的圓與的兩條漸近線分別交于與原點(diǎn)不重合的兩點(diǎn),,若,則四邊形的面積為(
)A.6 B. C. D.42.(23-24高二上·內(nèi)蒙古包頭·期末)、是雙曲線上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn),、是左、右焦點(diǎn).若,則四邊形的面積是(
)A. B.3 C.4 D.63.(2024·湖北武漢·二模)已知拋物線的焦點(diǎn)為,過作直線交拋物線于兩點(diǎn),過分別作準(zhǔn)線的垂線,垂足分別為,若和的面積分別為8和4,則的面積為(
)A.32 B.16 C. D.84.(23-24高三下·陜西西安·階段練習(xí))已知拋物線:,:的焦點(diǎn)分別為,,一條平行于x軸的直線與,分別交于點(diǎn)A,B,若,則四邊形的面積為.5.(2024·河北·模擬預(yù)測(cè))已知,平面內(nèi)動(dòng)點(diǎn)滿足直線的斜率之積為.(1)求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程;(2)過點(diǎn)的直線交的軌跡于兩點(diǎn),以為鄰邊作平行四邊形(為坐標(biāo)原點(diǎn)),若恰為軌跡上一點(diǎn),求四邊形的面積.6.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓的離心率為,且點(diǎn)在橢圓上.(1)求橢圓的方程;(2)已知為橢圓上三個(gè)點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),若四邊形為矩形,求四邊形的面積.7.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知離心率為的雙曲線經(jīng)過點(diǎn).(1)求的方程;(2)如圖,點(diǎn)為雙曲線上的任意一點(diǎn),為原點(diǎn),過點(diǎn)作雙曲線兩漸近線的平行線,分別與兩漸近線交于、兩點(diǎn),求證:平行四邊形的面積為定值.題型三:三角形面積(最值,范圍問題)1.(2024高三·全國(guó)·專題練習(xí))已知A,B是橢圓C:的左、右頂點(diǎn),直線l交橢圓C于M,N兩點(diǎn),記AM的斜率為,BN的斜率為,且.(1)求證:直線l過定點(diǎn);(2)記的面積為,的面積為,求的最大值.2.(23-24高二下·云南曲靖·期末)已知橢圓的左?右焦點(diǎn)分別為,短軸長(zhǎng)為,點(diǎn)在上.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)已知點(diǎn),點(diǎn)為橢圓上一點(diǎn),求周長(zhǎng)的最大值;(3)過的左焦點(diǎn),且斜率不為零的直線交于兩點(diǎn),求面積的最大值.3.(23-24高二上·遼寧沈陽·期末)雙曲線:,已知為坐標(biāo)原點(diǎn),為雙曲線上一動(dòng)點(diǎn),過作、分別垂直于兩條漸近線,垂足為、,設(shè),,(1)求證:(2)若雙曲線實(shí)軸長(zhǎng)為4,虛軸長(zhǎng)為2,過分別作、平行于漸近線且與漸近線交于、兩點(diǎn),設(shè)的面積為,的面積為,求的范圍.4.(23-24高二下·重慶沙坪壩·階段練習(xí))已知雙曲線的離心率為e,點(diǎn)A的坐標(biāo)是,O為坐標(biāo)原點(diǎn).(1)若雙曲線E的離心率,求實(shí)數(shù)m的取值范圍;(2)當(dāng)時(shí),設(shè)過點(diǎn)A的直線與雙曲線的左支交于P,Q兩個(gè)不同的點(diǎn),線段的中點(diǎn)為M點(diǎn),求的面積的取值范圍.5.(23-24高二下·福建泉州·期末)已知拋物線經(jīng)過點(diǎn),直線與的交點(diǎn)為,且直線與傾斜角互補(bǔ).(1)求的值;(2)若,求面積的最大值.6.(23-24高三下·上海·階段練習(xí))已知拋物線C:的焦點(diǎn)為F,過F的直線交C于A,B兩點(diǎn),過F與垂直的直線交C于D,E兩點(diǎn),其中B,D在x軸上方,M,N分別為,的中點(diǎn).(1)若,求點(diǎn)M的橫坐標(biāo);(2)證明:直線過定點(diǎn);(3)設(shè)G為直線與直線的交點(diǎn),求面積的最小值.題型四:四邊形面積(最值,范圍問題)1.(23-24高二下·浙江·階段練習(xí))已知雙曲線,過該曲線上的點(diǎn)作不平行于坐標(biāo)軸的直線交雙曲線的右支于另一點(diǎn),作直線交雙曲線的漸近線于兩點(diǎn)A,B(A在第一象限),其漸近線方程為,且,(1)求雙曲線方程.(2)證明:直線過定點(diǎn).(3)當(dāng)?shù)男甭蕿樨?fù)數(shù)時(shí),求四邊形的面積的取值范圍.2.(23-24高二上·山西大同·期末)已知橢圓經(jīng)過點(diǎn),一個(gè)焦點(diǎn)在直線上.(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)經(jīng)過原點(diǎn)的兩條互相垂直的直線分別與橢圓相交于,兩點(diǎn)和,兩點(diǎn).求四邊形的面積的最小值.3.(2024·山東濟(jì)南·二模)已知點(diǎn)是雙曲線上一點(diǎn),在點(diǎn)處的切線與軸交于點(diǎn).(1)求雙曲線的方程及點(diǎn)的坐標(biāo);(2)過且斜率非負(fù)的直線與的左?右支分別交于.過做垂直于軸交于(當(dāng)位于左頂點(diǎn)時(shí)認(rèn)為與重合).為圓上任意一點(diǎn),求四邊形的面積的最小值.4.(23-24高二上·湖南長(zhǎng)沙·期中)已知雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為,,點(diǎn)在雙曲線上.(1)求的方程;(2)過作兩條相互垂直的直線和,與的右支分別交,兩點(diǎn)和,兩點(diǎn),求四邊形面積的最小值.5.(2024·江蘇連云港·模擬預(yù)測(cè))已知A,B是拋物線E:上不同的兩點(diǎn),點(diǎn)P在x軸下方,PA,PB與拋物線E分別交于C,D兩點(diǎn),C,D恰好為PA,PB的中點(diǎn).設(shè)AB,CD的中點(diǎn)分別為點(diǎn)M,N.(1)證明:軸;(2)若點(diǎn)P為半橢圓上的動(dòng)點(diǎn),求四邊形ABDC面積的最大值.三、專項(xiàng)訓(xùn)練1.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),直線與雙曲線相交且只有一個(gè)交點(diǎn),與橢圓交于M,N兩點(diǎn),則面積的最大值為(
)A.10 B.12 C.14 D.162.(23-24高三下·河北保定·開學(xué)考試)已知是左、右焦點(diǎn)分別為的橢圓上異于左、右頂點(diǎn)的一點(diǎn),是線段的中點(diǎn),是坐標(biāo)原點(diǎn),過作的平行線交直線于點(diǎn),則四邊形的面積的最大值為(
)A.2 B. C. D.3.(23-24高二下·安徽滁州·期末)雙曲線的左?右焦點(diǎn)分別為,離心率為,右支上一點(diǎn)滿足,直線平分,過點(diǎn)作直線的垂線,垂足分別為.設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),則的面積為(
)A. B. C.10 D.4.(2024·江西宜春·一模)已知雙曲線的左?右焦點(diǎn)分別為,過右焦點(diǎn)的直線與雙曲線的右支交于兩點(diǎn),若的內(nèi)心分別為,則與面積之和的取值范圍是(
)A. B. C. D.5.(23-24高二下·河南駐馬店·階段練習(xí))已知拋物線的焦點(diǎn)為F,過點(diǎn)作C的兩條切線,切點(diǎn)為A,B,且Q為C上一動(dòng)點(diǎn),若的最小值為5,則△PAB的面積為(
)A.75 B. C. D.6.(2024·四川宜賓·模擬預(yù)測(cè))已知拋物線,過動(dòng)點(diǎn)作兩條相互垂直的直線,分別與拋物線相切于點(diǎn),則面積的最小值是(
)A.6 B.9 C.12 D.187.(23-24高三下·山西大同·階段練習(xí))過拋物線的焦點(diǎn)且傾斜角為的直線交拋物線于兩點(diǎn),以為直徑的圓分別與軸相切于點(diǎn),則的面積為(
)A. B. C. D.8.(2024·內(nèi)蒙古呼和浩特·二模)已知橢圓,經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)的兩條直線分別與橢圓相交于、、、四個(gè)點(diǎn),若該兩條直線的斜率分別為、,且,則的面積為.9.(2024·湖南·模擬預(yù)測(cè))過橢圓C:()上的動(dòng)點(diǎn)P向圓O:引兩條切線.設(shè)切點(diǎn)分別是A,B,若直線與x軸、y軸分別交于M,N兩點(diǎn),則面積的最小值是.10.(2024高三·全國(guó)·專題練習(xí))已知點(diǎn)在雙曲線上,直線l交C于P,Q兩點(diǎn),直線的斜率之和為0,若,則的面積為.14.(23-24高二下·河南南陽·期末)已知雙曲線的實(shí)軸比虛軸長(zhǎng)2,且焦點(diǎn)到漸近線的距離為2.(1)求雙曲線的方程;(2)若動(dòng)直線與雙曲線恰有1個(gè)公共點(diǎn),且與雙曲線的兩條漸近線分別交于點(diǎn),兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),證明:的面積為定值.15.(2024·陜西西安·二模)已知雙曲線的一條漸近線方程為,且虛軸長(zhǎng)為2.(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若動(dòng)直線與雙曲線恰有1個(gè)公共點(diǎn),且與雙曲線的兩條漸近線分別交于,兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),證明:的面積為定值.16.(23-24高二下·甘肅天水·開學(xué)考試)已知雙曲線的兩條漸近線互相垂直,且經(jīng)過點(diǎn).(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若過點(diǎn)的直線交雙曲線同一支于兩點(diǎn),設(shè)中點(diǎn)為,求面積的取值范圍.17.(23-24高二下·廣東·期末)已知拋物線的焦點(diǎn)到點(diǎn)的距離為,,為拋物線上兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),且線段的中點(diǎn)在直線上.(1)求拋物線的方程;(2)求面積的取值范圍.18.(23-24高二下·安徽蕪湖·期末)拋物線的準(zhǔn)線方程為,拋物線上的三個(gè)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)以為直角頂點(diǎn)的直角三角形.(1)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若點(diǎn)坐標(biāo)為,證明:直線過定點(diǎn);(3)若,求面積的最小值.專題03圓錐曲線中的三角形(四邊形)面積問題(含定值、最值、范圍問題)(典型題型歸類訓(xùn)練)目錄TOC\o"1-2"\h\u一、必備秘籍 1二、典型題型 3題型一:三角形面積(定值問題) 3題型二:四邊形面積(定值問題) 11題型三:三角形面積(最值,范圍問題) 19題型四:四邊形面積(最值,范圍問題) 29三、專項(xiàng)訓(xùn)練 37一、必備秘籍1、弦長(zhǎng)公式(最常用公式,使用頻率最高)2、三角形面積問題直線方程:3、焦點(diǎn)三角形的面積直線過焦點(diǎn)的面積為注意:為聯(lián)立消去后關(guān)于的一元二次方程的二次項(xiàng)系數(shù)4、平行四邊形的面積直線為,直線為注意:為直線與橢圓聯(lián)立后消去后的一元二次方程的系數(shù).5、范圍問題首選均值不等式,其實(shí)用二次函數(shù),最后選導(dǎo)數(shù)均值不等式變式:作用:當(dāng)兩個(gè)正數(shù)的積為定值時(shí)求出這兩個(gè)正數(shù)的和的最小值;當(dāng)兩個(gè)正數(shù)的和為定值時(shí)求出這兩個(gè)正數(shù)的積的最大值注意:應(yīng)用均值不等式求解最值時(shí),應(yīng)注意“一正二定三相等”圓錐曲線經(jīng)常用到的均值不等式形式列舉:(1)(注意分三種情況討論)(2)當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立(3)當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.(4)當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立(5)當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.二、典型題型題型一:三角形面積(定值問題)1.(24-25高二上·上?!るS堂練習(xí))已知橢圓C:的左、右焦點(diǎn)分別為、,上頂點(diǎn)為A,,長(zhǎng)軸的長(zhǎng)為4.過右焦點(diǎn)的直線l與橢圓交于M、N兩點(diǎn)(非長(zhǎng)軸端點(diǎn)).
(1)求橢圓的方程;(2)若直線l過橢圓的上頂點(diǎn)A,求的面積.【答案】(1)(2).【分析】(1)運(yùn)用待定系數(shù)法求出,,,即可得出方程.(2)將直線方程求出來,直線曲線聯(lián)立求出,運(yùn)用點(diǎn)到直線距離公式求出到直線l的距離,即可求出面積【詳解】(1)因?yàn)?,長(zhǎng)軸的長(zhǎng)為4,所以,,,所以橢圓的方程為.(2)因?yàn)椋?,若直線l過橢圓的上頂點(diǎn)A和右焦點(diǎn).所以l:,則點(diǎn)到直線l的距離為,由得,所以,,則,所以.2.(2024高三下·全國(guó)·專題練習(xí))已知橢圓,直線(其中)與橢圓相交于兩點(diǎn),為的中點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),.求的面積.【答案】【分析】聯(lián)立橢圓與直線方程,利用韋達(dá)定理得,,由即可求出面積.【詳解】設(shè)兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為,聯(lián)立方程,消去得.由,且,可得,則,可得點(diǎn)的坐標(biāo)為,又因?yàn)?,解得或(舍去),則,可得,由橢圓方程可知:,由直線與軸的交點(diǎn)為橢圓的右焦點(diǎn),則,即,所以的面積為.3.(23-24高二上·貴州銅仁·階段練習(xí))已知橢圓,直線(其中)與橢圓相交于兩點(diǎn),為的中點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),.(1)求的值;(2)求的面積.【答案】(1)(2)【分析】(1)聯(lián)立方程,利用韋達(dá)定理求點(diǎn)的坐標(biāo),結(jié)合兩點(diǎn)間距離公式運(yùn)算求解;(2)根據(jù)(1)中韋達(dá)定理可得,且直線與軸的交點(diǎn)為橢圓的右焦點(diǎn),進(jìn)而可求面積.【詳解】(1)設(shè)兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為,聯(lián)立方程,消去得.由,且,可得,則,可得點(diǎn)的坐標(biāo)為,又因?yàn)?,解得或(舍去),所以的值?(2)由(1)可知:,則,可得,由橢圓方程可知:,由直線與軸的交點(diǎn)為橢圓的右焦點(diǎn),則,所以的面積為.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:有關(guān)圓錐曲線弦長(zhǎng)、面積問題的求解方法(1)涉及弦長(zhǎng)的問題中,應(yīng)熟練地利用根與系數(shù)的關(guān)系、設(shè)而不求計(jì)算弦長(zhǎng);涉及垂直關(guān)系時(shí)也往往利用根與系數(shù)的關(guān)系、設(shè)而不求法簡(jiǎn)化運(yùn)算;涉及過焦點(diǎn)的弦的問題,可考慮用圓錐曲線的定義求解.(2)面積問題常采用底高,其中底往往是弦長(zhǎng),而高用點(diǎn)到直線距離求解即可,選擇底很重要,選擇容易坐標(biāo)化的弦長(zhǎng)為底.有時(shí)根據(jù)所研究三角形的位置,靈活選擇其面積表達(dá)形式,若求多邊形的面積問題,常轉(zhuǎn)化為三角形的面積后進(jìn)行求解.(3)在求解有關(guān)直線與圓錐曲線的問題時(shí),應(yīng)注意數(shù)形結(jié)合、分類與整合、轉(zhuǎn)化與化歸及函數(shù)與方程思想的應(yīng)用.4.(24-25高二上·上?!ふn堂例題)已知雙曲線C:的上、下焦點(diǎn)分別為、,P為雙曲線C上一點(diǎn),且滿足,求的面積.【答案】【分析】記,,,根據(jù)雙曲線的定義,結(jié)合余弦定理可得,再利用三角形面積公式可推得,即可求得結(jié)論.【詳解】解:記,,,.∵,∴.在中,由余弦定理得,配方得:,即,∴,由三角形的面積公式得,∴,而,,∴,故答案為:.5.(23-24高二下·河南南陽·期末)已知雙曲線的實(shí)軸比虛軸長(zhǎng)2,且焦點(diǎn)到漸近線的距離為2.(1)求雙曲線的方程;(2)若動(dòng)直線與雙曲線恰有1個(gè)公共點(diǎn),且與雙曲線的兩條漸近線分別交于點(diǎn),兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),證明:的面積為定值.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)由點(diǎn)到直線的距離公式及實(shí)軸與虛軸定義計(jì)算即可得;(2)討論直線的斜率是否存在,且當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)出直線方程,與雙曲線方程聯(lián)立,根據(jù),找到參數(shù)之間的關(guān)系,再利用弦長(zhǎng)公式求得,利用點(diǎn)到直線的距離公式求出三角形的高,求得面積,即可證明.【詳解】(1)設(shè)雙曲線焦點(diǎn)為,一條漸近線方程為,所以該焦點(diǎn)到漸近線的距離為,又雙曲線實(shí)軸比虛軸長(zhǎng)2,故,即,故雙曲線的方程為;(2)當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),若動(dòng)直線與雙曲線恰有1個(gè)公共點(diǎn),則直線經(jīng)過雙曲線的頂點(diǎn),不妨設(shè),又漸近線方程為,將代入,得,將代入,得,則,;當(dāng)直線的斜率存在,設(shè)直線,且,聯(lián)立,消去并整理得,因?yàn)閯?dòng)直線與雙曲線恰有1個(gè)公共點(diǎn),所以,得,設(shè)動(dòng)直線與的交點(diǎn)為,與的交點(diǎn)為,聯(lián)立,得,同理得,則,因?yàn)樵c(diǎn)到直線的距離,所以,又因?yàn)?,所以,即,故的面積為定值,且定值為.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:利用,找到參數(shù)之間的關(guān)系,再利用弦長(zhǎng)公式求得,利用點(diǎn)到直線的距離公式求出三角形的高,進(jìn)而求出面積是解題關(guān)鍵.6.(23-24高二下·安徽六安·期末)過拋物線焦點(diǎn)的直線交于兩點(diǎn),特別地,當(dāng)直線的傾斜角為時(shí),.(1)求拋物線的方程;(2)已知點(diǎn),若,求的面積(為坐標(biāo)原點(diǎn)).【答案】(1)(2)【分析】(1)由題意設(shè)直線,聯(lián)立拋物線方程,結(jié)合弦長(zhǎng)公式即可列方程求得參數(shù),進(jìn)而得解;(2)由題意設(shè)直線,聯(lián)立拋物線方程,結(jié)合韋達(dá)定理、數(shù)量積的坐標(biāo)公式列方程即可求得參數(shù),進(jìn)一步即可求解的面積.【詳解】(1)拋物線焦點(diǎn)的坐標(biāo)為,當(dāng)直線的傾斜角為時(shí),直線,聯(lián)立拋物線方程,化簡(jiǎn)并整理得,,顯然,設(shè),則,則,解得,所以拋物線的方程為;(2)設(shè),顯然直線的斜率不為0,所以設(shè)直線,聯(lián)立拋物線方程,化簡(jiǎn)并整理得,顯然,所以,又,所以,因?yàn)?,所以,所以,則,設(shè)的面積為,則,所以的面積為.題型二:四邊形面積(定值問題)1.(2024·天津武清·模擬預(yù)測(cè))已知為坐標(biāo)原點(diǎn),雙曲線的右焦點(diǎn)為,以為直徑的圓與的兩條漸近線分別交于與原點(diǎn)不重合的兩點(diǎn),,若,則四邊形的面積為(
)A.6 B. C. D.4【答案】B【分析】結(jié)合雙曲線圖像對(duì)稱性,可得軸,根據(jù)圓的性質(zhì)和雙曲線,,的關(guān)系可計(jì)算出,,,的長(zhǎng)度,進(jìn)而求出四邊形的面積.【詳解】設(shè)與軸交于點(diǎn),由雙曲線的對(duì)稱性可知軸,,,又因?yàn)?,所以,即,所以,因?yàn)辄c(diǎn)在以為直徑的圓上,所以,所在的漸近線方程為,點(diǎn)到漸近線距離為,所以,所以,,則,所以,故選:B2.(23-24高二上·內(nèi)蒙古包頭·期末)、是雙曲線上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn),、是左、右焦點(diǎn).若,則四邊形的面積是(
)A. B.3 C.4 D.6【答案】D【分析】判斷四邊形為矩形,設(shè),,可得,結(jié)合雙曲線定義可得,化簡(jiǎn)得,即可求得四邊形的面積.【詳解】解:由可知,,所以,因?yàn)?,是上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn),且,所以四邊形為矩形,設(shè),,由雙曲線的定義可得,所以,又因?yàn)?,所以,所以,所以四邊形的面積.故選:D.3.(2024·湖北武漢·二模)已知拋物線的焦點(diǎn)為,過作直線交拋物線于兩點(diǎn),過分別作準(zhǔn)線的垂線,垂足分別為,若和的面積分別為8和4,則的面積為(
)A.32 B.16 C. D.8【答案】C【分析】設(shè)直線代入拋物線方程,利用韋達(dá)定理,計(jì)算,相乘化簡(jiǎn)可得,由三角形面積公式可得.【詳解】設(shè)直線,
代入拋物線方程,消元可得,設(shè),則,,,,于是,即,.故選:C.4.(23-24高三下·陜西西安·階段練習(xí))已知拋物線:,:的焦點(diǎn)分別為,,一條平行于x軸的直線與,分別交于點(diǎn)A,B,若,則四邊形的面積為.【答案】【分析】根據(jù),結(jié)合焦半徑公式,求得,進(jìn)而求得,再結(jié)合平行四邊形面積公式即可求得結(jié)果.【詳解】設(shè),,根據(jù)題意可知,故,即,
又由拋物線的定義可知,,當(dāng)時(shí),,故,,,所以,四邊形是平行四邊形,故四邊形的面積為.故答案為:.5.(2024·河北·模擬預(yù)測(cè))已知,平面內(nèi)動(dòng)點(diǎn)滿足直線的斜率之積為.(1)求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程;(2)過點(diǎn)的直線交的軌跡于兩點(diǎn),以為鄰邊作平行四邊形(為坐標(biāo)原點(diǎn)),若恰為軌跡上一點(diǎn),求四邊形的面積.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)題意得,化簡(jiǎn)可得軌跡方程.(2)先設(shè)直線再聯(lián)立直線與軌跡方程,得關(guān)于x的一元二次方程,結(jié)合韋達(dá)定理及點(diǎn)到直線距離公式計(jì)算面積即可.【詳解】(1)設(shè),則,化簡(jiǎn)可得(2)以為鄰邊作平行四邊形,則直線與x軸不重合,設(shè)直線的方程為,直線的方程與橢圓方程聯(lián)立,設(shè),,聯(lián)立,消去x得,所以,則.求得O到直線的距離,因?yàn)槠叫兴倪呅蔚膶?duì)角線互相平分所以所以在橢圓上,可得所以平行四邊形面積所以四邊形面積是.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:利用平行四邊形對(duì)角線互相平分,對(duì)角線共中點(diǎn)求參進(jìn)而求出面積.6.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知橢圓的離心率為,且點(diǎn)在橢圓上.(1)求橢圓的方程;(2)已知為橢圓上三個(gè)點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),若四邊形為矩形,求四邊形的面積.【答案】(1)(2)【分析】(1)利用橢圓離心率和橢圓上的點(diǎn),列方程組求出,可得橢圓的方程;(2)由四邊形為矩形,設(shè)出直線方程為,直線方程為,與橢圓方程聯(lián)立解得兩點(diǎn)坐標(biāo),表示出點(diǎn)坐標(biāo),代入橢圓方程求出,得兩點(diǎn)坐標(biāo)的數(shù)據(jù),可求四邊形的面積.【詳解】(1)由題知解得所以橢圓的方程為.(2)由橢圓的圖形可知,當(dāng)直線的斜率為0或不存在時(shí),矩形不存在,不符合題意.設(shè)直線的斜率為,則直線的斜率為.由橢圓的對(duì)稱性,只需考慮的情況.不妨設(shè)點(diǎn)在第一象限,則點(diǎn)在第四象限.由消去整理得,解得,所以.由消去整理得,解得,所以.因?yàn)樗倪呅问蔷匦?,線段的中點(diǎn)坐標(biāo)為,所以線段的中點(diǎn)坐標(biāo)為,所以.又因?yàn)辄c(diǎn)在橢圓上,所以,即.又,所以.將的值代入,得,即,整理得,解得,又,所以,此時(shí),,,,,所以四邊形的面積.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:解答直線與橢圓的題目時(shí),時(shí)常把兩個(gè)曲線的方程聯(lián)立,消去x(或y)建立一元二次方程,解出方程或借助根與系數(shù)的關(guān)系,結(jié)合題設(shè)條件建立有關(guān)參變量的等量關(guān)系.涉及到直線方程的設(shè)法時(shí),務(wù)必考慮全面,不要忽略直線斜率為0或不存在等特殊情形.要強(qiáng)化有關(guān)直線與橢圓聯(lián)立得出一元二次方程后的運(yùn)算能力,重視根與系數(shù)之間的關(guān)系、弦長(zhǎng)、斜率、三角形的面積等問題.7.(23-24高二上·云南昆明·期末)已知離心率為的雙曲線經(jīng)過點(diǎn).(1)求的方程;(2)如圖,點(diǎn)為雙曲線上的任意一點(diǎn),為原點(diǎn),過點(diǎn)作雙曲線兩漸近線的平行線,分別與兩漸近線交于、兩點(diǎn),求證:平行四邊形的面積為定值.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)求出的值,結(jié)合雙曲線的離心率可求得的值,進(jìn)而可求得的值,由此可得出雙曲線的方程;(2)設(shè)點(diǎn),則,求出以及點(diǎn)到直線的距離,利用平行四邊形的面積公式可證得結(jié)論成立.【詳解】(1)解:因?yàn)?,則,因?yàn)殡p曲線經(jīng)過點(diǎn),則,則,所以,,故雙曲線的方程為.(2)證明:設(shè)點(diǎn),則,由圖可知,直線的方程為,直線的方程為,因?yàn)?,則直線的方程為,聯(lián)立可得,所以,,點(diǎn)到直線的距離為,所以,平行四邊形的面積為為定值.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:求定值問題常見的方法有兩種:(1)從特殊入手,求出定值,再證明這個(gè)值與變量無關(guān);(2)直接推理、計(jì)算,并在計(jì)算推理的過程中消去變量,從而得到定值.題型三:三角形面積(最值,范圍問題)1.(2024高三·全國(guó)·專題練習(xí))已知A,B是橢圓C:的左、右頂點(diǎn),直線l交橢圓C于M,N兩點(diǎn),記AM的斜率為,BN的斜率為,且.(1)求證:直線l過定點(diǎn);(2)記的面積為,的面積為,求的最大值.【答案】(1)證明見解析;(2).【分析】(1)求出直線交點(diǎn)的橫坐標(biāo),進(jìn)而求出交點(diǎn)的極線,求出點(diǎn)坐標(biāo)即可得證.(2)設(shè)出直線的方程,現(xiàn)橢圓方程聯(lián)立,求出的函數(shù)關(guān)系,進(jìn)而求出最大值.【詳解】(1)設(shè)AM與BN交于點(diǎn)P,AB與MN交于點(diǎn)G,則點(diǎn)G對(duì)應(yīng)的極線過點(diǎn)P,由題意知直線AM的方程為,直線BN的方程為.由,解得,點(diǎn)G對(duì)應(yīng)的極線為.設(shè),則對(duì)應(yīng)的極線方程為,即,所以,直線l過定點(diǎn).(2)設(shè)直線l:,代入橢圓C:,得,即,設(shè),則.令,則,故時(shí),取得最大值為.2.(23-24高二下·云南曲靖·期末)已知橢圓的左?右焦點(diǎn)分別為,短軸長(zhǎng)為,點(diǎn)在上.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)已知點(diǎn),點(diǎn)為橢圓上一點(diǎn),求周長(zhǎng)的最大值;(3)過的左焦點(diǎn),且斜率不為零的直線交于兩點(diǎn),求面積的最大值.【答案】(1);(2);(3)3.【分析】(1)根據(jù)給定條件,求出即得橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)由橢圓的定義可求出的最大值,從而可得周長(zhǎng)最大值.(3)設(shè)直線的方程為,與橢圓方程聯(lián)立,借助根與系數(shù)的關(guān)系列出三角形面積的關(guān)系式,利用對(duì)勾函數(shù)性質(zhì)求出最大值.【詳解】(1)依題意,,且,解得,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)由(1)知,,而,則,周長(zhǎng),當(dāng)且僅當(dāng)點(diǎn)是線段的延長(zhǎng)線與橢圓的交點(diǎn)時(shí)取等號(hào),所以周長(zhǎng)的最大值為.(3)設(shè)直線的方程為,,由消去得:,顯然,,,因此面積,令,,顯然函數(shù)在上單調(diào)遞增,則當(dāng),即時(shí),取得最小值,所以當(dāng)時(shí),面積取得最大值3.【點(diǎn)睛】結(jié)論點(diǎn)睛:過定點(diǎn)的直線l:y=kx+b交圓錐曲線于點(diǎn),,則面積;過定點(diǎn)直線l:x=ty+a交圓錐曲線于點(diǎn),,則面積.3.(23-24高二上·遼寧沈陽·期末)雙曲線:,已知為坐標(biāo)原點(diǎn),為雙曲線上一動(dòng)點(diǎn),過作、分別垂直于兩條漸近線,垂足為、,設(shè),,(1)求證:(2)若雙曲線實(shí)軸長(zhǎng)為4,虛軸長(zhǎng)為2,過分別作、平行于漸近線且與漸近線交于、兩點(diǎn),設(shè)的面積為,的面積為,求的范圍.【答案】(1)證明見解析(2)【分析】(1)設(shè)出點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)點(diǎn)到直線的距離公式表示出,由此可求并完成證明;(2)設(shè),在直角三角形中利用角度關(guān)系表示出,然后根據(jù)表示出,結(jié)合(1)的結(jié)論和基本不等式求解出取值范圍.【詳解】(1)設(shè),漸近線方程為,且,則,∴.(2)由題意可知,雙曲線方程為,設(shè),則,∴,由題可知:,,∴,,∴,由(1)知,∴,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,綜上所述,.4.(23-24高二下·重慶沙坪壩·階段練習(xí))已知雙曲線的離心率為e,點(diǎn)A的坐標(biāo)是,O為坐標(biāo)原點(diǎn).(1)若雙曲線E的離心率,求實(shí)數(shù)m的取值范圍;(2)當(dāng)時(shí),設(shè)過點(diǎn)A的直線與雙曲線的左支交于P,Q兩個(gè)不同的點(diǎn),線段的中點(diǎn)為M點(diǎn),求的面積的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)由離心率公式得出,進(jìn)而解得實(shí)數(shù)m的取值范圍;(2)先得出雙曲線E的方程,再聯(lián)立直線和雙曲線方程,利用韋達(dá)定理得出,再由的范圍得出的取值范圍.【詳解】(1),,,解得(2)由(1)可知,,雙曲線E的方程為設(shè),過點(diǎn)A的直線方程為由可得,由,解得故5.(23-24高二下·福建泉州·期末)已知拋物線經(jīng)過點(diǎn),直線與的交點(diǎn)為,且直線與傾斜角互補(bǔ).(1)求的值;(2)若,求面積的最大值.【答案】(1)(2)【分析】(1)由點(diǎn)在拋物線上,得,聯(lián)立直線與拋物線方程得,再通過計(jì)算即可;(2)先求弦長(zhǎng),再求到直線的距離,可表示出,再結(jié)合基本不等式可求面積的最大值.【詳解】(1)由題意可知,,所以,所以拋物線的方程為;
如圖:設(shè),將直線的方程代入,得,
所以,
因?yàn)橹本€與傾斜角互補(bǔ),所以,
即,所以,即,所以.(2)由(1)可知,所以,則,
因?yàn)?,所以,即?/p>
又點(diǎn)到直線的距離為,
所以,
因?yàn)?,所以,?dāng)且僅當(dāng),即時(shí),等號(hào)成立,所以面積最大值為.6.(23-24高三下·上?!るA段練習(xí))已知拋物線C:的焦點(diǎn)為F,過F的直線交C于A,B兩點(diǎn),過F與垂直的直線交C于D,E兩點(diǎn),其中B,D在x軸上方,M,N分別為,的中點(diǎn).(1)若,求點(diǎn)M的橫坐標(biāo);(2)證明:直線過定點(diǎn);(3)設(shè)G為直線與直線的交點(diǎn),求面積的最小值.【答案】(1)2(2)證明見解析(3)8【分析】(1)由拋物線焦半徑公式可得;(2)思路一設(shè)出兩直線、方程,直曲聯(lián)立,用韋達(dá)定理表示坐標(biāo),點(diǎn)斜式寫出直線方程,再由兩直線垂直得到,找到定點(diǎn);思路二設(shè)出兩點(diǎn)坐標(biāo),直曲聯(lián)立,用韋達(dá)定理得到坐標(biāo),再得到直線方程,找到定點(diǎn);(3)法一表示出,用基本不等式得到,用直線過定點(diǎn)得到,最后得到面積的最小值;法二由圖形的幾何關(guān)系得到,再由(2)中的法2可得,最后由基本不等式得到面積的最小值.【詳解】(1)由題意知(2)思路一:由:,故,由直線與直線垂直,故兩只直線斜率都存在且不為0,設(shè)直線、分別為,,有,、、、,聯(lián)立:與直線,即有,消去x可得,,故、,則,故,,即,同理可得,當(dāng)時(shí),則:,即,由,即,故時(shí),有,此時(shí)過定點(diǎn),且該定點(diǎn)為,當(dāng)時(shí),即時(shí),由,即時(shí),有:,亦過定點(diǎn),故直線過定點(diǎn),且該定點(diǎn)為;思路二:設(shè),,不妨設(shè).設(shè):,則.由,得,故,,,.所以.同理可得.若,則直線:,過點(diǎn).若,則直線:,過點(diǎn).綜上,直線過定點(diǎn).(3)思路一:由、、、,則:,由、,故,同理可得:,聯(lián)立兩直線,即,有,即,有,由,同理,故,故,過點(diǎn)作軸,交直線于點(diǎn),則,由、,故,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,下證;由拋物線的對(duì)稱性,不妨設(shè),則,當(dāng)時(shí),有,則點(diǎn)G在x軸上方,點(diǎn)Q亦在x軸上方,有,由直線過定點(diǎn),此時(shí),同理,當(dāng)時(shí),有點(diǎn)G在x軸下方,點(diǎn)Q亦在x軸下方,有,故此時(shí),當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),,故恒成立,且時(shí),等號(hào)成立,故.思路二:設(shè)為的中點(diǎn),為直線與的交點(diǎn).由,分別為,的中點(diǎn)知,所以,故.設(shè)為直線與的交點(diǎn),同理可得.所以.由(2)中的法2可得,同理可得.所以,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.因此的面積的最小值為8.題型四:四邊形面積(最值,范圍問題)1.(23-24高二下·浙江·階段練習(xí))已知雙曲線,過該曲線上的點(diǎn)作不平行于坐標(biāo)軸的直線交雙曲線的右支于另一點(diǎn),作直線交雙曲線的漸近線于兩點(diǎn)A,B(A在第一象限),其漸近線方程為,且,(1)求雙曲線方程.(2)證明:直線過定點(diǎn).(3)當(dāng)?shù)男甭蕿樨?fù)數(shù)時(shí),求四邊形的面積的取值范圍.【答案】(1)(2)證明見解析(3)【分析】(1)根據(jù)漸近線方程可得,結(jié)合雙曲線所過的點(diǎn)可求,故可得雙曲線方程.(2)聯(lián)立直線方程和雙曲線方程,結(jié)合判別式可得的斜率的范圍,再由漸近線方程可得的坐標(biāo),由平行四邊形可求出的方程,故可得定點(diǎn).(3)利用(2)的結(jié)果結(jié)合弦長(zhǎng)公式可用的斜率表示面積,結(jié)合斜率的范圍可求面積的范圍.【詳解】(1)因?yàn)闈u近線,則,代入點(diǎn)可得,故,即雙曲線方程為:.(2)設(shè),由可得,故且,故或且,又,故,由解得,則,同理可得,故,而,可得,故,故,故,,設(shè)直線的斜率為,則,直線的方程為,即,所以過定點(diǎn).(3)由(2)可得直線與的距離為,故,由題意可得四邊形是平行四邊形,而,故四邊形的面積為,,結(jié)合(2)中的取值范圍可得.故,故.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:圓錐曲線中的范圍問題,往往需要聯(lián)立不同類型的方程,用合適的變量變式目標(biāo)函數(shù),而后者的最值往往可以通過函數(shù)的單調(diào)性或基本不等式來處理.2.(23-24高二上·山西大同·期末)已知橢圓經(jīng)過點(diǎn),一個(gè)焦點(diǎn)在直線上.(1)求橢圓的方程;(2)設(shè)經(jīng)過原點(diǎn)的兩條互相垂直的直線分別與橢圓相交于,兩點(diǎn)和,兩點(diǎn).求四邊形的面積的最小值.【答案】(1)(2)【分析】(1)由題設(shè)易得,結(jié)合橢圓定義及兩點(diǎn)距離公式求得,進(jìn)而可得橢圓方程;(2)討論直線斜率,設(shè)直線方程并聯(lián)立橢圓求相交弦長(zhǎng),進(jìn)而得到四邊形的面積關(guān)于直線斜率的表達(dá)式,即可得求最小值.【詳解】(1)由題意,橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,,即,所以,即,,所以橢圓的方程為.(2)①當(dāng)直線的斜率不存在或?yàn)?時(shí),,,,分別為橢圓的四個(gè)頂點(diǎn),所以.②當(dāng)直線的斜率存在且不為0時(shí),設(shè),則,設(shè),,,,聯(lián)立,解得,即,所以,同理,所以.令,則,,所以,,當(dāng)時(shí),又,所以四邊形的面積的最小值為.3.(2024·山東濟(jì)南·二模)已知點(diǎn)是雙曲線上一點(diǎn),在點(diǎn)處的切線與軸交于點(diǎn).(1)求雙曲線的方程及點(diǎn)的坐標(biāo);(2)過且斜率非負(fù)的直線與的左?右支分別交于.過做垂直于軸交于(當(dāng)位于左頂點(diǎn)時(shí)認(rèn)為與重合).為圓上任意一點(diǎn),求四邊形的面積的最小值.【答案】(1),(2)【分析】(1)利用待定系數(shù)法求雙曲線方程,利用導(dǎo)數(shù)法來求切線方程即可得A點(diǎn)坐標(biāo);(2)先設(shè)直線的方程,再利用三點(diǎn)共線,可求出直線過定點(diǎn),從而把面積問題轉(zhuǎn)化到兩定點(diǎn)上去研究,最后發(fā)現(xiàn)為實(shí)軸兩頂點(diǎn)時(shí)取到最小值,再去研究另一個(gè)圓上動(dòng)點(diǎn)的最小值.【詳解】(1)由題意可知,,即,故的方程為:.因?yàn)樵诘谝幌笙?,不妨設(shè),則可變形為,則,代入得:,所以切線方程為,令得,所以點(diǎn)坐標(biāo)為.(2)
顯然直線的斜率存在且不為,設(shè),則,聯(lián)立方程,整理得:,,由三點(diǎn)共線得:,即,整理得:,所以,整理得,滿足,所以直線過定點(diǎn),則且線段垂直于x軸,令分別表示到的距離,結(jié)合圖,顯然,僅當(dāng)為右頂點(diǎn)時(shí)兩式中等號(hào)成立,所以,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:利用導(dǎo)數(shù)思想來研究某點(diǎn)處的切線方程;對(duì)于面積問題,本題是要轉(zhuǎn)移到一邊已知,從而把面積問題轉(zhuǎn)化為點(diǎn)到這邊距離的最小值問題.4.(23-24高二上·湖南長(zhǎng)沙·期中)已知雙曲線的左、右焦點(diǎn)分別為,,點(diǎn)在雙曲線上.(1)求的方程;(2)過作兩條相互垂直的直線和,與的右支分別交,兩點(diǎn)和,兩點(diǎn),求四邊形面積的最小值.【答案】(1)(2)【分析】(1)設(shè)雙曲線,依題意可得,解得即可;(2)設(shè)直線,,求得,聯(lián)立方程組,利用弦長(zhǎng)公式,求得,,得到,令,結(jié)合二次函數(shù)的性質(zhì),即可求解.【詳解】(1)設(shè)雙曲線,則,解得,所以雙曲線的方程為.(2)根據(jù)題意,直線,的斜率都存在且不為0,設(shè)直線,,其中,雙曲線的漸近線為,因?yàn)椋c的右支有兩個(gè)交點(diǎn),所以,,所以,將的方程與聯(lián)立,可得,設(shè),則,,所以,用替換,可得,所以.令,所以,則,當(dāng),即時(shí),等號(hào)成立,故四邊形面積的最小值為.【點(diǎn)睛】解答圓錐曲線的最值問題的方法與策略:(1)幾何轉(zhuǎn)化代數(shù)法:若題目的條件和結(jié)論能明顯體現(xiàn)幾何特征和意義,則考慮利用圓錐曲線的定義、圖形、幾何性質(zhì)來解決;(2)函數(shù)取值法:若題目的條件和結(jié)論的幾何特征不明顯,則可以建立目標(biāo)函數(shù),再求這個(gè)函數(shù)的最值(或值域),常用方法:(1)配方法;(2)基本不等式法;(3)單調(diào)性法;(4)三角換元法;(5)導(dǎo)數(shù)法等,要特別注意自變量的取值范圍.5.(2024·江蘇連云港·模擬預(yù)測(cè))已知A,B是拋物線E:上不同的兩點(diǎn),點(diǎn)P在x軸下方,PA,PB與拋物線E分別交于C,D兩點(diǎn),C,D恰好為PA,PB的中點(diǎn).設(shè)AB,CD的中點(diǎn)分別為點(diǎn)M,N.(1)證明:軸;(2)若點(diǎn)P為半橢圓上的動(dòng)點(diǎn),求四邊形ABDC面積的最大值.【答案】(1)證明見解析(2)【分析】(1)根據(jù)題意可得,結(jié)合斜率分析可得,即可得軸;(2)根據(jù)題意利用韋達(dá)定理求長(zhǎng)度,可得面積,結(jié)合二次函數(shù)分析運(yùn)算即可.【詳解】(1)由C,D分別為PA,PB的中點(diǎn),則,所以直線AB和直線CD的斜率相等,即,設(shè),,,,則點(diǎn)M的橫坐標(biāo),點(diǎn)N的橫坐標(biāo),由,得,因式分解得,約分得,所以,即,所以軸.(2)設(shè),則,且,由,,所以,整理得,同理得,所以,是方程的兩個(gè)根,,得,,有,得軸,又,所以,因?yàn)?,所以,,,?dāng)時(shí),取得最大值,所以四邊形ABDC面積的最大值為.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:解決圓錐曲線中范圍最值問題的方法:一般題目中沒有給出明確的不等關(guān)系,首先需要根據(jù)已知條件進(jìn)行轉(zhuǎn)化,利用圓錐曲線的幾何性質(zhì)及曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)確定不等關(guān)系;然后構(gòu)造目標(biāo)函數(shù),把原問題轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的值域或引入?yún)?shù)根據(jù)參數(shù)范圍求解,解題時(shí)應(yīng)注意挖掘題目中的隱含條件,尋找量與量之間的轉(zhuǎn)化.三、專項(xiàng)訓(xùn)練1.(2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),直線與雙曲線相交且只有一個(gè)交點(diǎn),與橢圓交于M,N兩點(diǎn),則面積的最大值為(
)A.10 B.12 C.14 D.16【答案】A【分析】根據(jù)題意確定,聯(lián)立方程組,利用弦長(zhǎng)公式和面積公式,最后求最值.【詳解】由題意知與雙曲線的漸近線平行,故,設(shè),,將代入,得,故,,,所以,點(diǎn)O到l的距離,所以的面積,當(dāng)且僅當(dāng)(滿足)時(shí)等號(hào)成立.故選:A.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:利用韋達(dá)定理法解決直線與圓錐曲線相交問題的基本步驟如下:(1)設(shè)直線方程,設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo)為,;(2)聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程,得到關(guān)于x(或y)的一元二次方程,必要時(shí)計(jì)算;(3)列出韋達(dá)定理;(4)將所求問題或題中的關(guān)系轉(zhuǎn)化為的形式;(5)代入韋達(dá)定理求解.2.(23-24高三下·河北保定·開學(xué)考試)已知是左、右焦點(diǎn)分別為的橢圓上異于左、右頂點(diǎn)的一點(diǎn),是線段的中點(diǎn),是坐標(biāo)原點(diǎn),過作的平行線交直線于點(diǎn),則四邊形的面積的最大值為(
)A.2 B. C. D.【答案】D【分析】作出圖形,由幾何關(guān)系易判斷,求出,進(jìn)而得解.【詳解】如圖,因?yàn)闉榫€段的中點(diǎn),為中點(diǎn),所以為中位線,,又因?yàn)?,所以四邊形為平行四邊形,,由幾何關(guān)系易得,設(shè),則,又,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),,所以.故選:D3.(23-24高二下·安徽滁州·期末)雙曲線的左?右焦點(diǎn)分別為,離心率為,右支上一點(diǎn)滿足,直線平分,過點(diǎn)作直線的垂線,垂足分別為.設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),則的面積為(
)A. B. C.10 D.【答案】C【分析】根據(jù)給定條件,求出,結(jié)合幾何圖形及雙曲線定義可得的面積得解.,【詳解】由雙曲線的離心率為,得,解得,令直線交的延長(zhǎng)線交于,直線交于,則,由平分,且,得,則,,顯然分別為線段的中點(diǎn),而是的中點(diǎn),于是,,即,,所以的面積.故選:C【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題求出面積的關(guān)鍵是作出點(diǎn),借助幾何圖形的特征,結(jié)合雙曲線定義求得.4.(2024·江西宜春·一模)已知雙曲線的左?右焦點(diǎn)分別為,過右焦點(diǎn)的直線與雙曲線的右支交于兩點(diǎn),若的內(nèi)心分別為,則與面積之和的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】根據(jù)圓的切線長(zhǎng)相等的性質(zhì),結(jié)合雙曲線定義可求得兩內(nèi)切圓與軸均相切于點(diǎn),由∽可求得,結(jié)合雙曲線漸近線斜率可確定直線傾斜角的范圍,結(jié)合可求得的范圍;由對(duì)勾函數(shù)單調(diào)性可確定所求面積之和的取值范圍.【詳解】由雙曲線方程得:,,則,設(shè)內(nèi)切圓與三邊相切于點(diǎn),,,,,又,,,設(shè),則,解得:,即;同理可知:內(nèi)切圓與軸相切于點(diǎn);分別為的角平分線,,又,∽,則,設(shè)內(nèi)切圓半徑分別為,,,即,,雙曲線的漸近線斜率,直線的傾斜角,,則,,解得:,又在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;,.故選:A.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題考查直線與雙曲線中三角形面積相關(guān)問題的求解,解題關(guān)鍵是能夠利用相似三角形的知識(shí)求得兩內(nèi)切圓半徑之間滿足的等量關(guān)系,從而將所求面積之和轉(zhuǎn)化為關(guān)于一個(gè)變量的函數(shù)的形式,利用函數(shù)單調(diào)性求得結(jié)果.5.(23-24高二下·河南駐馬店·階段練習(xí))已知拋物線的焦點(diǎn)為F,過點(diǎn)作C的兩條切線,切點(diǎn)為A,B,且Q為C上一動(dòng)點(diǎn),若的最小值為5,則△PAB的面積為(
)A.75 B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)拋物線定義得到,再利用導(dǎo)數(shù)得到切點(diǎn)弦所在直線方程,再求出直線的長(zhǎng)和點(diǎn)到直線的距離,最后利用三角形面積公式即可.【詳解】當(dāng)F,Q,P三點(diǎn)共線時(shí),取得最小值,且,所以,解得,所以.由,得.設(shè),,則曲線在處的切線方程為,即.因?yàn)榍芯€過點(diǎn),所以.同理可得,所以直線AB的方程為,即.聯(lián)立方程組得,,則.因?yàn)橹本€AB過焦點(diǎn)F,所以,點(diǎn)P到直線的距離,所以.故選:D.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵之一是利用拋物線定義和三點(diǎn)共線得到,再然后是利用導(dǎo)數(shù)得到切點(diǎn)弦所在直線方程,最后再求出和點(diǎn)到直線的距離.6.(2024·四川宜賓·模擬預(yù)測(cè))已知拋物線,過動(dòng)點(diǎn)作兩條相互垂直的直線,分別與拋物線相切于點(diǎn),則面積的最小值是(
)A.6 B.9 C.12 D.18【答案】B【分析】設(shè)直線與拋物線聯(lián)立方程,建立等式化簡(jiǎn)計(jì)算可得,,同理可得,,有,設(shè)直線與拋物線聯(lián)立方程,建立等式計(jì)算可得,而在直線,上,建立等式計(jì)算可得,根據(jù)三角形面積公式計(jì)算即可.【詳解】設(shè),因?yàn)辄c(diǎn)作兩條相互垂直的直線,分別與拋物線相切于點(diǎn),所以直線,斜率均存在,故設(shè)直線,則,所以,因?yàn)?,代入化?jiǎn)得,得,所以直線,整理得,設(shè)直線,同理可得,所以,即,設(shè)直線,,所以,,得,因?yàn)閽佄锞€的焦點(diǎn)為,所以設(shè)直線恒過拋物線焦點(diǎn),而在直線,上,所以,即是方程是方程的兩實(shí)數(shù)根,所以,解得,即所以,設(shè)到直線的距離為,則,所以,當(dāng)時(shí),面積的最小為.故選:B【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵根據(jù)切線方程與拋物線建立等式計(jì)算可得,直線與拋物線建立等式可得直線經(jīng)過拋物線的焦點(diǎn);在直線,上,得是方程方程的兩相異實(shí)數(shù)根,利用根與系數(shù)的關(guān)系建立等式求得,最后根據(jù)三角形面積公式計(jì)算可得.7.(23-24高三下·山西大同·階段練習(xí))過拋物線的焦點(diǎn)且傾斜角為的直線交拋物線于兩點(diǎn),以為直徑的圓分別與軸相切于點(diǎn),則的面積為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】如圖所示,直線:,聯(lián)立方程得到,計(jì)算,得到答案.【詳解】如圖所示:,連接,,過點(diǎn)作于,直線:,故,故,.故,故.故選:.【點(diǎn)睛】本題考查了拋物線中的面積問題,意在考查學(xué)生的計(jì)算能力和綜合應(yīng)用能力.8.(2024·內(nèi)蒙古呼和浩特·二模)已知橢圓,經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)的兩條直線分別與橢圓相交于、、、四個(gè)點(diǎn),若該兩條直線的斜率分別為、,且,則的面積為.【答案】【分析】設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo),將△的面積用坐標(biāo)表示,再利用已知條件及點(diǎn)在橢圓上進(jìn)行坐標(biāo)運(yùn)算求解即可.【詳解】設(shè),因?yàn)椋缘男甭蚀嬖谇也粸?,即,直線方程:,即,所以點(diǎn)到的距離為,因此△的面積為,而點(diǎn)在橢圓上,且所以,化簡(jiǎn)得,所以,所以.故答案為:.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:直線與圓錐曲線相交,一般先設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo)并進(jìn)行坐標(biāo)運(yùn)算,關(guān)鍵是利用已知條件將所求的式子進(jìn)行化簡(jiǎn),本題中主要利用點(diǎn)在橢圓上滿足橢圓的方程以及斜率之積這兩個(gè)條件進(jìn)行化簡(jiǎn).9.(2024·湖南·模擬預(yù)測(cè))過橢圓C:()上的動(dòng)點(diǎn)P向圓O:引兩條切線.設(shè)切點(diǎn)分別是A,B,若直線與x軸、y軸分別交于M,N兩點(diǎn),則面積的最小值是.【答案】【分析】設(shè)點(diǎn),首先求出直線方程,然后求得坐標(biāo),由兩點(diǎn)間距離公式得,由點(diǎn)到直線距離公式表示出原點(diǎn)到直線(即直線的距離),從而表示出面積,結(jié)合點(diǎn)在橢圓上,即它的坐標(biāo)滿足條件等式,進(jìn)一步結(jié)合基本不等式求得即可得解.【詳解】
設(shè)點(diǎn),則以為直徑的圓的方程為,與圓O的方程相減得,即是過切點(diǎn)的直線方程,,令,得,所以,令,得,所以,所以,所以點(diǎn)到直線的距離,所以,因?yàn)辄c(diǎn)在橢圓C:()上,所以,即,等號(hào)成立當(dāng)且僅當(dāng),所以,等號(hào)成立當(dāng)且僅當(dāng),綜上所述,面積的最小值是.故答案為:.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:關(guān)鍵是表示出面積,即,由此即可順利得解.10.(2024高三·全國(guó)·專題練習(xí))已知點(diǎn)在雙曲線上,直線l交C于P,Q兩點(diǎn),直線的斜率之和為0,若,則的面積為.【答案】【分析】設(shè),,聯(lián)立直線與雙曲線方程,消元、列出韋達(dá)定理,依題意,即可求出與的關(guān)系,不妨設(shè)直線的傾斜角為,依題意可得,再由及二倍角公式求出,從而得到直線、的方程,聯(lián)立直線與雙曲線方程,求出、坐標(biāo),即可求出方程,再求出面積即可.【詳解】法一:因?yàn)橐字本€的斜率存在,設(shè),,聯(lián)立可得,由,可得且.所以,所以由可得,即,即,所以,化簡(jiǎn)得,即,所以或,當(dāng)時(shí),直線過點(diǎn),與題意不符,舍去,故.不妨設(shè)直線的傾斜角為,因?yàn)?,所以,,?dāng)均在雙曲線左支時(shí),,所以,即,解得(負(fù)值舍去),此時(shí)PA與雙曲線的漸近線平行,與雙曲線左支無交點(diǎn),舍去;當(dāng)均在雙曲線右支時(shí),因?yàn)?,所以,即,即,解得(?fù)值舍去),于是,直線,直線,聯(lián)立可得,因?yàn)榉匠逃幸粋€(gè)根為,所以,,同理可得,,.所以,且直線,整理得:,所以點(diǎn)到直線的距離,故的面積為.法二:設(shè)直線的傾斜角為,,,,由,則,解得(負(fù)值已舍去),由,即,得,即,聯(lián)立及得,,同理,,,故,,而,,由,即,解得(負(fù)值已舍去),故故答案為:11.(23-24高三下·云南·階段練習(xí))已知,分別為雙曲線C:的左、右焦點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),過作漸近線的垂線,垂足為P,且,過雙曲線C上一點(diǎn)Q作兩漸近線的平行線分別交漸近線于M,N兩點(diǎn),則四邊形OMQN的面積為.【答案】【分析】先求得雙曲線方程為,設(shè)到兩漸近線的距離之積,結(jié)合雙曲線的方程,求得,結(jié)合面積公式,即可求解.【詳解】過作漸近線的垂線,垂足為,如圖所示,因?yàn)?,,所以,因?yàn)?,所以,在直角在中,,所以,所以,又因?yàn)?,所以,所以雙曲線方程為,因?yàn)椋?,設(shè)到兩漸近線的距離為,則,又因?yàn)椋?,所?故答案為:.
12.(23-24高二下·四川涼山·期末)已知橢圓的長(zhǎng)軸長(zhǎng)為4,離心率.(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若橢圓的左、右頂點(diǎn)分別為,過橢圓的左焦點(diǎn)的直線交橢圓于兩點(diǎn),求與的面積之比的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)離心率列式求,即可得橢圓方程;(2)設(shè)線,聯(lián)立方程,利用韋達(dá)定理可得,再根據(jù)面積關(guān)系運(yùn)算求解即可.【詳解】(1)由題意可知:,解得,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)由(1)可知:,因?yàn)橹本€的斜率可以不存在,但不為0,且直線與橢圓必相交,
設(shè)直線,聯(lián)立方程,消去x可得,則,可得,整理可得,因?yàn)椋傻昧?,則,解得,即,由題意可知:,因?yàn)椋耘c的面積之比的取值范圍為.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:利用韋達(dá)定理法解決直線與圓錐曲線相交問題的基本步驟如下:(1)設(shè)直線方程,設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo)為;(2)聯(lián)立直線與圓錐曲線的方程,得到關(guān)于(或)的一元二次方程,注意的判斷;(3)列出韋達(dá)定理;(4)將所求問題或題中的關(guān)系轉(zhuǎn)化為、(或、)的形式;(5)代入韋達(dá)定理求解.13.(23-24高二下·湖南永州·階段練習(xí))已知橢圓過點(diǎn),離心率為.不過原點(diǎn)的直線交橢圓于兩點(diǎn),記直線的斜率為,直線的斜率為,且.(1)證明:直線的斜率為定值;(2)求面積的最大值.【答案】(1)證明見解析(2)【分析】(1)根據(jù)題意求出橢圓方程,設(shè),聯(lián)立方程,利用韋達(dá)定理求出,再根據(jù)化簡(jiǎn)即可得出結(jié)論;(2)由(1)得,根據(jù)求出的范圍,利用弦長(zhǎng)公式求出,利用點(diǎn)到直線的距離公式求出點(diǎn)到直線的距離,列出面積的的表達(dá)式,進(jìn)而可得出答案.【詳解】(1)由題意,解得,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,設(shè),由得,,,解得,所以直線的斜率為定值;(2)由(1)得,與橢圓方程聯(lián)立得,則,,點(diǎn)到直線的距離,的面積,令,則,令,解得,即在上單調(diào)遞增,令,解得或,即在和上單調(diào)遞減,又,所以當(dāng)時(shí),取到最大值,所以的面積得最大值為.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:圓錐曲線中的最值問題解決方法一般分兩種:一是幾何法,特別是用圓錐曲線的定義和平面幾何的有關(guān)結(jié)論來求最值;二是代數(shù)法,常將圓錐曲線的最值問題轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)或三角函數(shù)的最值問題,然后利用基本不等式、函數(shù)的單調(diào)性或三角函數(shù)的有界性等求最值.14.(23-24高二下·河南南陽·期末)已知雙曲線的實(shí)軸比虛軸長(zhǎng)2,且焦點(diǎn)到漸近線的距離為2.(1)求雙曲線的方程;(2)若動(dòng)直線與雙曲線恰有1個(gè)公共點(diǎn),且與雙曲線的兩條漸近線分別交于點(diǎn),兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),證明:的面積為定值.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)由點(diǎn)到直線的距離公式及實(shí)軸與虛軸定義計(jì)算即可得;(2)討論直線的斜率是否存在,且當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)出直線方程,與雙曲線方程聯(lián)立,根據(jù),找到參數(shù)之間的關(guān)系,再利用弦長(zhǎng)公式求得,利用點(diǎn)到直線的距離公式求出三角形的高,求得面積,即可證明.【詳解】(1)設(shè)雙曲線焦點(diǎn)為,一條漸近線方程為,所以該焦點(diǎn)到漸近線的距離為,又雙曲線實(shí)軸比虛軸長(zhǎng)2,故,即,故雙曲線的方程為;(2)當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),若動(dòng)直線與雙曲線恰有1個(gè)公共點(diǎn),則直線經(jīng)過雙曲線的頂點(diǎn),不妨設(shè),又漸近線方程為,將代入,得,將代入,得
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