专题地图 › 椭圆
2023 年浙江预赛
F3解答题椭圆
已知椭圆
a2x2+b2y2=1(a>b>0)
的上顶点 A 与左顶点 B 的距离为 41,离心率为 3/5,P(t,0)(−4≤t≤−1)为 x 轴上一点。
(1)求椭圆方程;
(2)连接 AP 交椭圆于点 C,过 C 作 x 轴的垂线,交椭圆于另一点 D,求 S△ABD 的取值范围。
作答
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。
解析
思路
第二问把直线 AP 参数化,利用已知交点 A 由韦达定理求另一交点,再把面积化为关于 −t 的单变量函数。
解答
(1)A=(0,b)、B=(−a,0),故
a2+b2=41.
又 c/a=3/5,所以 b2/a2=1−9/25=16/25。由此 a=5,b=4,椭圆为
25x2+16y2=1.
(2)直线 AP 上的点写成
(x,y)=(t(1−λ),4λ).
代入椭圆,所得关于 λ 的二次方程已有根 λ=1;另一根为
λC=t2+25t2−25.
因此
C=(t2+2550t,t2+254(t2−25)),D=(t2+2550t,t2+254(25−t2)).
由 A=(0,4)、B=(−5,0),行列式计算给出
S△ABD=−t2+2520t(t+5).
令 x=−t∈[1,4],则
S(x)=x2+2520x(5−x).
求导得
S′(x)=(x2+25)2100(25−10x−x2).
故唯一内部极大点为 x=5(2−1)。比较极值点与两端点:
S(1)=1340,S(4)=4180,S(5(2−1))=10(2−1).
所以
4180≤S△ABD≤10(2−1).
复核
t∈[−4,−1] 时 D 的坐标与面积符号均已按绝对值处理;驻点 5(2−1) 属于 [1,4],两端点均已比较。
方法总结
已知一条割线上的一个圆锥曲线交点时,参数化后用根的关系求另一个交点;面积范围再交给单变量函数的端点与驻点审计。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
确定椭圆后需用已知交点分解求另一点,再将反射点面积转成单变量分式并比较两端及驻点。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:用实参数表示后求全局最值
专题卡:三角参数与单变量化、直线截椭圆求弦长、交点:联立方程,用韦达定理算两根之和与积