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2014年理科数学全国卷一题20
(20)(本小题满分12分)
已知点 ,椭圆 的离心率为 , 是椭圆 的右焦点,直线 的斜率为 , 为坐标原点.
(I)求 的方程;
(Ⅱ)设过点 的动直线 与 相交于 两点.当 的面积最大时,求 的方程.
【解答问题I】
依题意可知,直线 的方程为: . 其与 轴的交点为 .
所以 , 椭圆 的方程为:
【问题Ⅱ分析】
注意以下的示意图, 四点可构成3个三角形(两小一大):
两个小三角形的面积之和等于大三角形的面积。其中, 和 的面积计算较为容易,可以根据这两个三角形的面积,计算 的面积。
【解答问题Ⅱ】
若直线 垂直于 轴,则 两点在 轴上, 的面积为0. 以下讨论斜率存在的情况。
因为点 在 轴上,所以 两点位于 轴同侧,其 坐标同正或同负。
已知 , 所以
两点是直线与椭圆的公共点,满足以下方程:
代入消元后可得:
令
当 时, 取得最大值,取得最大值。
由 解得 , 此时
综上所述,当 的面积最大时, 的方程为: .
【提炼与提高】
三角形的面积有多种计算方法,在高考中出现频率较高。
在以上解法中,经过几何分析后,我们找到了一种计算量较小的路径。如果根据 长度及与原点的距离计算也是可以的。结论一致,但计算过程就要复杂一些。有兴趣的读者可以自行尝试,并作比较。
考场上的每一分钟都是珍贵的。要想在高考中胜出,就要养成良好的解题习惯:对解析几何问题,要先作几何分析,找出几条可行的解答路径,再粗略比较几种解法的计算成本,选择一条最优解答路径。当然,只有在平时加强训练,才能做到这一点。
关于面积公式的灵活用法,请参考下文:
用初中数学解答高考题:如何用面积公式实现转化?