专题地图 › 椭圆
2017 年辽宁预赛 · 第 13 题
F3解答题椭圆
已知椭圆 C:4x2+y2=1 的上顶点为 M,下顶点为 N,T(t,2)(t=0)为直线 y=2 上一点。过点 T 的直线 TM,TN 分别与椭圆 C 交于 E,F 两点。
若 △TMN 的面积是 △TEF 的面积的 k 倍,问:当 t 为何值时,k 取最大值。
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
沿两条已知割线用同一个起点参数表示第二交点,面积比等于两个有向尺度的乘积。
解答
令 u=t2>0。在线段方向 T+s(M−T) 中,已知交点 M 对应根一,代入椭圆后另一根为 sE=(u+12)/(u+4)。同理沿 TN 的另一根为 sF=(u+12)/(u+36)。两根都正,故 STEF=sEsFSTMN。于是 k=(u+4)(u+36)/(u+12)2=1+16u/(u+12)2。由 (u+12)2≥48u,得 k≤4/3,等号在 u=12。所以 t=±23 时 k 最大。
复核
sE>1 而 sF<1,表明第二交点在两条射线上的不同位置;参数乘积的面积公式仍准确。t=0 保证原三角形与所比较三角形的面积都为正。
方法总结
同起点两边分别缩放时,三角形面积乘两个尺度;不要把线段位置不同误作尺度取倒数。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
第二交点的有向参数给两侧尺度,面积比取其乘积,最后在正平方参数域求全局最优。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:行列式与面积、体积比、作差后证明非负
专题卡: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、角度、距离与面积的向量翻译