易混 2013 年安徽预赛 第 6 题 · P010539
两题都把一族直线代入二次曲线,再用判别式描述交点,但最值发生的位置不能一概认成相切。斜率可达范围的边界可能对应重根;弦长或三角形面积则要求两个不同交点,重根反而是退化边界,须在允许区间内再优化。
前题还需检查切点未被原复分式删去;后题的判别式必须严格为正,不能把切线当作一条满足条件的弦。
椭圆弦与原点三角形面积的最大值
已知椭圆
的短轴长为 ,且过点
求椭圆 的标准方程;
过点 且不与 轴垂直的直线 与椭圆 相交于不同的两点 , 为坐标原点。求 面积的最大值。
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
短轴长先确定 ,代入已知点即可确定椭圆。
第二问把直线写成 ;三角形面积中的行列式会消去斜率项,只留下两个交点横坐标之差,再由二次方程的根差公式化成 的一元函数。
(1)由短轴长 ,得 。将点 代入椭圆方程:
故 。椭圆的标准方程为
(2)因直线 不与 轴垂直,可设
设 、。联立直线与椭圆,得到
直线与椭圆有两个不同交点,当且仅当判别式
即 。
因为 ,所以
由(1)的根差公式,
令 ,则面积的平方为
求导得
故 在 处取得最大值 。于是面积的最大值为
当 时判别式为正,直线确有两个不同交点,故最大值可达。面积行列式中的 两项完全抵消,且根差公式的分母 始终为正。
定点直线截二次曲线的面积最值,常可用交点坐标的行列式把面积化成某一坐标的根差。随后利用韦达定理或判别式消去交点,转为斜率平方的一元最值问题。
须把面积中的交点纵坐标消去成为根差,明确割线参数开区间,再对面积平方求最大值。
易混 2013 年安徽预赛 第 6 题 · P010539
两题都把一族直线代入二次曲线,再用判别式描述交点,但最值发生的位置不能一概认成相切。斜率可达范围的边界可能对应重根;弦长或三角形面积则要求两个不同交点,重根反而是退化边界,须在允许区间内再优化。
前题还需检查切点未被原复分式删去;后题的判别式必须严格为正,不能把切线当作一条满足条件的弦。
已记下,谢谢!