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    第八章 第十二节 圆锥曲线的最值范围问题-备战2022年(新高考)数学一轮复习考点讲解+习题练习学案
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    第八章 第十二节 圆锥曲线的最值范围问题-备战2022年(新高考)数学一轮复习考点讲解+习题练习学案

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    这是一份第八章 第十二节 圆锥曲线的最值范围问题-备战2022年(新高考)数学一轮复习考点讲解+习题练习学案,文件包含第八章第十二节圆锥曲线的最值范围问题原卷版docx、第八章第十二节圆锥曲线的最值范围问题解析版docx等2份学案配套教学资源,其中学案共48页, 欢迎下载使用。

    第十二节 圆锥曲线的最值范围问题
    课中讲解
    考点一. 掌握解决弦长与面积的最值范围问题
    例1 如图,已知点P是y轴左侧(不含y轴)一点,抛物线C:y2=4x上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上.

    (1)设AB的中点为M,证明:PM垂直于y轴;
    (2)若P是半椭圆x2+=1(x<0)上的动点,求△PAB面积的取值范围.
    (1)证明 设P(x0,y0),A,B.
    因为PA,PB的中点在抛物线上,
    所以y1,y2为方程2=4·,
    即y2-2y0y+8x0-y=0的两个不同的实根.
    所以y1+y2=2y0,所以PM垂直于y轴.
    (2)解 由(1)可知
    所以PM=(y+y)-x0=y-3x0,
    |y1-y2|=2.
    所以△PAB的面积
    S△PAB=PM·|y1-y2|=(y-4x0).
    因为x+=1(-1≤x0<0),
    所以y-4x0=-4x-4x0+4∈[4,5],
    所以△PAB面积的取值范围是.
    变式1.已知椭圆的右焦点,离心率为,
    过作两条互相垂直的弦,设的中点分别为.
    (1)求椭圆的方程;
    (2)证明:直线必过定点,并求出此定点坐标;
    (3)若弦的斜率均存在,求面积的最大值.
    (1)由题意:,则,(每个1分)…3分
    椭圆的方程为 ……4分
    (2)斜率均存在,设直线方程为:,

    得, ……5分
    ,故, ……6分
    将上式中的换成,则同理可得:, ……8分
    如,得,则直线斜率不存在,
    此时直线过点,下证动直线过定点. ……9分
    (法一)若直线斜率存在,则 ,
    直线为, ……11分
    令,得,综上,直线过定点. ……12分
    (法二)动直线最多过一个定点,由对称性可知,定点必在轴上,设与轴交点为,下证:动直线过定点.
    当时,, ……10分
    同理将上式中的换成,可得, ……11分
    则,直线过定点. ……12分
    (3)由第(2)问可知直线过定点,

    ……13分

    令, ……14分
    ,则在单调递减, ……15分
    当时取得最大值,此时取得最大值,此时. ……16分
    例2.已知椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1和F2,由M(-a,b),N(a,b),F2和F1这4个点构成了一个高为,面积为3的等腰梯形.
    (1)求椭圆的方程;
    (2)过点F1的直线和椭圆交于A,B两点,求△F2AB面积的最大值.
    解:(1)由已知条件,得b=,且×=3,
    ∴a+c=3.又a2-c2=3,∴a=2,c=1,
    ∴椭圆的方程为+=1.
    (2)显然,直线的斜率不能为0,
    设直线的方程为x=my-1,A(x1,y1),B(x2,y2).
    联立方程,得消去x得,
    (3m2+4)y2-6my-9=0.
    ∵直线过椭圆内的点,
    ∴无论m为何值,直线和椭圆总相交.
    ∴y1+y2=,y1y2=-.
    ∴=|F1F2||y1-y2|=|y1-y2|
    ==12
    =4=4,
    令t=m2+1≥1,设f(t)=t+,易知t∈时,函数f(t)单调递减,t∈时,函数f(t)单调递增,
    ∴当t=m2+1=1,即m=0时,f(t)取得最小值,f(t)min=,此时,取得最大值3.
    变式2.(2020宁夏四检)已知椭圆的离心率为,短轴的一个端点到右焦点的距离为2.
    (1)求椭圆的方程;
    (2)过点作直线与曲线交于、两点,点关于原点的对称点为,求 的面积的最大值.
    【答案】(1); (2).
    【解析】
    【分析】
    (1)依题意列出关于a,b,c的方程组,求得a,b,进而可得到椭圆方程;(2)联立直线和椭圆得到,再求出和,再写出三角形的面积,令,运用基本不等式即可求得面积的最大值.
    【详解】(1)设椭圆的焦距为,则,解得,又,所以椭圆的方程为:.
    (2)由题意知(为点到直线的距离),
    设的方程为,联立方程得,
    消去得,
    设,,则,,
    则,
    又,

    令,由,得,
    ,,易证在递增,,
    ,面积的最大值.
    例3.如图,已知椭圆其率心率为两条准线之间的距离为分别为椭圆的上、下顶点,过点的直线分别与椭圆交于两点.
    (1)椭圆的标准方程;
    (2)若△的面积是△的面积的倍,求的最大值.

    【答案】(1)由题意,解得,
    ,椭圆方程为 ······4分
    (2)解法一: ······6分
    直线方程为:,联立,得
    所以到的距离
    ·······8分
    直线方程为:,联立,得 ,

    ·······10分

    ·······12分
    令,则
    ·········14分
    当且仅当,即等号成立,
    所以的最大值为. ·········16分
    解法二:直线方程为:,
    联立,得 ·······6分
    直线方程为:,联立,得 ·········8分
    ······10分
    ····12分
    令,则
    ·········14分
    当且仅当,即等号成立
    所以的最大值为. ·········16分
    变式3.在平面直角坐标系xOy中,设曲线C1:所围成的封闭图形的面积为
    ,曲线C1上的点到原点O的最短距离为.以曲线C1与坐标轴的交点为顶点的椭圆记
    为C2.
    (1)求椭圆C2的标准方程;
    (2)设AB是过椭圆C2中心O的任意弦,l是线段AB的垂直平分线.M是l上的点(与O不
      重合).
    ①若MO=2OA,当点A在椭圆C2上运动时,求点M的轨迹方程;
    ②若M是l与椭圆C2的交点,求△AMB的面积的最小值.
    【解】(1)由题意得又,解得,.
    因此所求椭圆的标准方程为.…………………………4分
    (2)①设,,则由题设知:,.
    即解得………………………8分
    因为点在椭圆C2上,所以,
    即,亦即.
    所以点M的轨迹方程为.………………………10分
    ②(方法1)设,则,
    因为点A在椭圆C2上,所以,即(i)
    又(ii)
    (i)+(ii)得,………………………13分
    所以.
    当且仅当(即)时,. ………………………16分
    (方法2)假设AB所在的直线斜率存在且不为零,设AB所在直线方程为y=kx(k≠0).
    解方程组得,,
    所以,.
    又解得,,所以.…………… 12分
    (解法1)由于

    当且仅当时等号成立,即k=±1时等号成立,
    此时△AMB面积的最小值是S△AMB=.…………… 15分
    当k=0,S△AMB;
    当k不存在时,S△AMB.
    综上所述,△AMB面积的最小值为.…………… 16分
    (解法2)因为,
    又,于是,
    当且仅当时等号成立,即k=±1时等号成立.(后同方法1)
    例4.(2020•甘肃天水文)已知椭圆的左焦点为,是椭圆上关于原点对称的两个动点,当点的坐标为时,的周长恰为.
    (1)求椭圆的方程;
    (2)过点作直线交椭圆于两点,且,求面积的取值范围.
    【解析】

    (1)(2)
    (1)当点的坐标为时,,所以.
    由对称性,, 所以,得
    将点代入椭圆方程 中,解得,
    所以椭圆方程为.
    (2)当直线的斜率不存在时,,
    此时.
    当直线的斜率存在时,设直线的方程为.
    由消去整理得:. 显然,
    设,则
    故 .
    因为,所以,
    所以点到直线的距离即为点到直线的距离,
    所以

    因为,所以,所以.综上,.
    变式4.如图,在平面直角坐标系中,椭圆的左顶点为,与轴平行的直线与椭圆交于、两点,过、两点且分别与直线、垂直的直线相交于点.已知椭圆的离心率为,右焦点到右准线的距离为.
    (1)求椭圆的标准方程;
    (2)证明点在一条定直线上运动,并求出该直线的方程;
    (3)求面积的最大值.
    解:(1)由题意得,,
    解得,所以,所以椭圆的标准方程为.…………4分
    (2)设,显然直线的斜率都存在,设为
    ,则,,
    所以直线的方程为:,
    消去得,化简得,
    故点在定直线上运动. ……………10分
    (3)由(2)得点的纵坐标为,
    又,所以,则,
    所以点到直线的距离 为,
    将代入得,
    所以面积
    ,当且仅当,即时等号成立,故时,面积的最大值为. ……………16分
    考点二.能够转化解决数量积、斜率、线段等综合性最值范围问题
    例1.(泸县四中一模)已知圆,点,是圆上一动点,点在线段上,点在半径上,且满足.
    (Ⅰ)当在圆上运动时,求点的轨迹的方程;
    (II)设过点的直线与轨迹交于点(不在轴上),垂直于的直线交于点,与轴交于点,若,求点横坐标的取值范围.
    解:(1)由题意知,直线为线段的垂直平分线,即:
    所以点的轨迹是以点为焦点,焦距为4,长轴为4的椭圆,
    ,,,故点的轨迹的方程为 .
    (2)由题意直线的斜率存在设为,于是直线的方程为,

    设,联立,得.
    因为,由根与系数的关系得, ∴,,
    设的横坐标为,则, 所在直线方程为,
    令,得,· 于是,
    即,
    整理得, ,∴.
    变式1.在平面直角坐标系中,已知椭圆过点,离心率为.
    (1)求椭圆的方程;
    (2)设直线与椭圆交于两点.
    ①若直线过椭圆的右焦点,记三条边所在直线的斜率的乘积为,求的最大值;
    【答案】(1) 得 …………………………2分
    所以椭圆. ……………………………………………………………3分
    (2)①设直线的方程为,直线与椭圆C的交点为,
    由化简得,易知, ………………5分
    所以,
    所以
    =, ……………………………………………7分
    所以, …………………………9分
    所以当时,有最大值. ………………………………………………10分
    例2.如图,在平面直角坐标系中,已知椭圆:的离心率,左顶点为,过点作斜率为的直线交椭圆于点,交轴于点.
    (1)求椭圆的方程;
    (3)若过点作直线的平行线交椭圆于点,求的最小值.

    【答案】(1)椭圆的标准方程为
    (3), ∴ 的方程可设为,
    由,得点的横坐标为,
    由,得:

    当且仅当即时取等号,
    ∴当时,的最小值为.
    二.
    变式2.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率e=,直线x+y-1=0被以椭圆C的短轴为直径的圆截得的弦长为.
    (1)求椭圆C的方程;
    (2)过点M(4,0)的直线l交椭圆于A,B两个不同的点,且λ=MA·MB,求λ的取值范围.
    解 (1)因为原点到直线x+y-1=0的距离为.
    所以2+2=b2(b>0),解得b=1.
    又e2==1-=,得a=2.
    所以椭圆C的方程为+y2=1.
    (2)当直线l的斜率为0时,λ=MA·MB=12.
    当直线l的斜率不为0时,设直线l:x=my+4,A(x1,y1),B(x2,y2),
    联立方程得(m2+4)y2+8my+12=0.
    由Δ=64m2-48(m2+4)>0,得m2>12,
    所以y1y2=.
    λ=MA·MB=|y1|·|y2|
    =(m2+1)·|y1y2|==12.
    由m2>12,得0<<,所以<λ<12.
    综上可得,<λ≤12,即λ∈.
    例3.(2020山东潍坊)椭圆的离心率是,过点做斜率为k的直线l,椭圆E与直线l交于A,B两点,当直线l垂直于y轴时.
    (1)求椭圆E的方程;
    (2)当k变化时,在x轴上是否存在点,使得△AMB是以AB为底的等腰三角形,若存在求出m的取值范围,若不存在说明理由.
    .解:(1)因为椭圆的离心率为,
    所以,整理得.
    故椭圆的方程为.
    由已知得椭圆过点,
    所以,解得,
    所以椭圆的方程为.
    (2)由题意得直线的方程为.
    由消去整理得,
    其中.
    设, 的中点
    则,
    所以
    ∴,
    ∴点C的坐标为.
    假设在轴存在点,使得是以为底的等腰三角形,
    则点为线段垂直平分线与x轴的交点.
    ①当时,则过点且与垂直的直线方程,
    令,则得.
    若,则,
    ∴.
    若,则,
    ∴.
    ②当时,则有.
    综上可得.
    所以存在点满足条件,且m的取值范围是.
    变式3.在平面直角坐标系xOy中,点C在椭圆M:+=1(a>b>0)上.若点A(-a,0),B,且=.
    (1) 求椭圆M的离心率;
    (2) 设椭圆M的焦距为4,P,Q是椭圆M上不同的两点,线段PQ的垂直平分线为直线l,且直线l不与y轴重合.
    ①若点P(-3,0),直线l过点,求直线l的方程;
    ②若直线l过点(0,-1),且与x轴的交点为D,求D点横坐标的取值范围
    解:(1) 设C(x0,y0),
    则=,=.
    因为=,
    所以=(x0,y0-)=(x0,y0-),得(2分)
    代入椭圆方程得a2=b2.
    因为a2-b2=c2,所以e==.(4分)
    (2) ①因为c=2,所以a2=9,b2=5,所以椭圆的方程为+=1,
    设Q(x0,y0),则+=1. ①(6分)
    因为点P(-3,0),所以PQ中点为(,),[来源:学§科§网]
    因为直线l过点,直线l不与y轴重合,所以x0≠3,所以·=-1,(8分)
    化简得x2=9-y-y0. ②
    将②代入①化简得y-y0=0,解得y0=0(舍),或y0=.
    将y0=代入①得x0=±,
    所以Q为,
    所以PQ斜率为1或,直线l的斜率为-1或-,
    所以直线l的方程为y=-x-或y=-x-.(10分)
    ②设PQ:y=kx+m,则直线l的方程为:
    y=-x-1,所以xD=-k.
    将直线PQ的方程代入椭圆的方程,消去y得(5+9k2)x2+18kmx+9m2-45=0. ①
    设P(x1,y1),Q(x2,y2),中点为N,
    xN==-,代入直线PQ的方程得yN=,(12分)
    代入直线l的方程得9k2=4m-5. ②
    又因为Δ=(18km)2-4(5+9k2)(9m2-45)>0,
    化得m2-9k2-5<0.(14分)
    将②代入上式得m2-4m<0,解得0 所以- 所以xD=-k∈∪.
    综上所述,点D横坐标的取值范围为∪.(16分)
    例4. (2019·合肥模拟)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,且以原点为圆心,椭圆的焦距为直径的圆与直线xsin θ+ycos θ-1=0相切(θ为常数).
    (1)求椭圆C的标准方程;
    (2)若椭圆C的左、右焦点分别为F1,F2,过F2作直线l与椭圆交于M,N两点,求·的取值范围.
    [解] (1)由题意,得解得
    故椭圆C的标准方程为+y2=1.
    (2)由(1)得F1(-1,0),F2(1,0).
    ①若直线l的斜率不存在,则直线l⊥x轴,直线l的方程为x=1,不妨记M,N,
    ∴=,=,
    故·=.
    ②若直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=k(x-1),
    由消去y得,
    (1+2k2)x2-4k2x+2k2-2=0,
    设M(x1,y1),N(x2,y2),
    则x1+x2=,x1x2=.①
    =(x1+1,y1),=(x2+1,y2),
    则·=(x1+1)(x2+1)+y1y2=(x1+1)(x2+1)+k(x1-1)·k(x2-1)=(1+k2)x1x2+(1-k2)(x1+x2)+1+k2,
    结合①可得·=++1+k2==-,
    由k2≥0可得·∈.
    综上可知,·的取值范围是.
    变式4.如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,且过点(0,).
    (1) 求椭圆C的方程;
    (2) 已知△BMN是椭圆C的内接三角形.
    ① 若点B为椭圆C的上顶点,原点O为△BMN的垂心,求线段MN的长;
    ② 若原点O为△BMN的重心,求原点O到直线MN距离的最小值.

    【答案】
    【解析】解:(1) 记椭圆C的焦距为2c,因为椭圆C的离心率为,所以=.
    因为椭圆C过点(0,),所以b=.
    因为a2-c2=b2,解得c=1,a=2,
    故椭圆C的方程为+=1.(2分)
    (2) ① 因为点B为椭圆C的上顶点,所以B点坐标为(0,).
    因为O为△BMN的垂心,所以BO⊥MN,即MN⊥y轴.
    由椭圆的对称性可知M,N两点关于y轴对称.(4分)
    不妨设M(x0,y0),则N(-x0,y0),其中-<y0<.
    因为MO⊥BN,所以·=0,即(-x0,-y0)·(-x0,y0-)=0,
    得x-y+y0=0.(6分)
    又点M(x0,y0)在椭圆上,则+=1.
    由解得y0=-或y0=(舍去),此时|x0|=.
    故MN=2|x0|=,即线段MN的长为.(8分)
    ② (解法1)设B(m,n),记线段MN中点为D.
    因为O为△BMN的重心,所以=2,则点D的坐标为(-,-).(10分)
    若n=0,则|m|=2,此时直线MN与x轴垂直,故原点O到直线MN的距离为, 即为1.
    若n≠0,此时直线MN的斜率存在.
    设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=-m,y1+y2=-n.
    又+=1,+=1,两式相减得+=0,
    可得kMN==-.(12分)
    故直线MN的方程为y=-(x+)-,即6mx+8ny+3m2+4n2=0,
    则点O到直线MN的距离为d=.
    将+=1,代入得d=.(14分)
    因为0<n2≤3,所以dmin=.
    又<1,故原点O到直线MN距离的最小值为.(16分)
    (解法2)设M(x1,y1),N(x2,y2),B(x3,y3),
    因为O为△BMN的重心,所以x1+x2+x3=0,y1+y2+y3=0,
    则x3=-(x1+x2),y3=-(y1+y2).(10分)
    因为+=1,所以+=1.
    将+=1,+=1,代入得+=-.(12分)
    若直线MN的斜率不存在,则线段MN的中点在x轴上,从而B点位于长轴的顶点处.
    由于OB=2,所以此时原点O到直线MN的距离为1.
    若直线MN的斜率存在,设为k,则其方程为y=kx+n.
    由消去y得(3+4k2)x2+8knx+4n2-12=0 (*).
    则Δ=(8kn)2-4(3+4k2)(4n2-12)>0,即3+4k2>n2.
    由根与系数关系可得x1+x2=-,x1x2=,
    则y1y2=(kx1+n)(kx2+n)=k2x1x2+kn(x1+x2)+n2=,
    代入+=-,得×+×=-,即n2=k2+.(14分)
    又3+4k2>n2,
    于是3+4k2>k2+,即3k2+>0恒成立,因此k∈R.
    原点(0,0)到直线MN的距离为d===.
    因为k2≥0,所以当k=0时,dmin=.
    又<1,故原点O到直线MN距离的最小值为.(16分)
    课后习题
    1.(2020·湖北部分重点中学联考)已知抛物线C:y2=2px(p>0),点F为抛物线C的焦点,点A(1,m)(m>0)在抛物线C上,且FA=2,过点F作斜率为k的直线l与抛物线C交于P,Q两点.
    (1)求抛物线C的方程;
    (2)求△APQ面积的取值范围.
    解 (1)由抛物线的定义可得
    FA=xA+=1+=2,所以p=2,
    所以抛物线的方程为y2=4x.
    (2)设直线l的方程为y=k(x-1),P(x1,y1),Q(x2,y2),
    联立得k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
    Δ>0恒成立,
    由根与系数的关系得x1+x2=,x1x2=1,
    因为AF⊥x轴,则S△APQ=×AF×|x1-x2|
    =|x1-x2|=
    =4=4,
    因为≤k≤2,令t=,
    所以S△APQ=4,
    所以≤S△APQ≤8,
    所以△APQ的面积的取值范围为[,8].
    2.(2019·惠州调研)如图,椭圆C:+=1(a>b>0)的右顶点为A(2,0),左、右焦点分别为F1,F2,过点A且斜率为的直线与y轴交于点P,与椭圆交于另一个点B,且点B在x轴上的射影恰好为点F1.
    (1)求椭圆C的标准方程;
    (2)过点P且斜率大于的直线与椭圆交于M,N两点(|PM|>|PN|),若S△PAM∶S△PBN=λ,求实数λ的取值范围.
    解:(1)因为BF1⊥x轴,所以点B,
    所以解得
    所以椭圆C的标准方程是+=1.
    (2)因为===λ⇒=(λ>2),
    所以=-.
    由(1)可知P(0,-1),
    设直线MN的方程为y=kx-1,
    M(x1,y1),N(x2,y2),
    联立方程,得
    化简得,(4k2+3)x2-8kx-8=0.
    得(*)
    又=(x1,y1+1),=(x2,y2+1),有x1=-x2,
    将x1=-x2代入(*)可得,=.
    因为k>,所以=∈(1,4),
    则1<<4且λ>2,解得4<λ<4+2.
    综上所述,实数λ的取值范围为(4,4+2).
    3.(2018·南昌模拟)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,过焦点F的直线交C于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,y1y2=-4.
    (1)求抛物线C的方程;
    (2)如图,点B在准线l上的正投影为E,D是C上一点,且AD⊥EF,求△ABD面积的最小值及此时直线AD的方程.
    [解] (1)依题意知F,
    当直线AB的斜率不存在时,y1y2=-p2=-4,
    解得p=2.
    当直线AB的斜率存在时,设lAB:y=k(k≠0),
    由消去x并整理,得y2-y-p2=0,
    则y1y2=-p2,
    由y1y2=-4,得p2=4,解得p=2.
    综上所述,抛物线C的方程为y2=4x.
    (2)设D(x0,y0),B,
    则E(-1,t),又由y1y2=-4,可得A.
    因为kEF=-,AD⊥EF,所以kAD=,
    则直线lAD的方程为y+=,
    化简得2x-ty-4-=0.
    由消去x并整理,得y2-2ty-8-=0,Δ=(-2t)2-4=4t2++32>0恒成立,
    所以y1+y0=2t,y1y0=-8-.
    于是|AD|=|y1-y0|== ,
    设点B到直线AD的距离为d,则d==.
    所以S△ABD=|AD|·d=≥16,
    当且仅当t4=16,即t=±2时取等号,即△ABD面积的最小值为16.
    当t=2时,直线AD的方程为x-y-3=0;当t=-2时,直线AD的方程为x+y-3=0.
    4.(2019·衡水质检)设椭圆C:+=1(a>b>0)的左顶点为A,上顶点为B,已知直线AB的斜率为,AB=.
    (1)求椭圆C的方程;
    (2)设直线l:x=my-1与椭圆C交于不同的两点M,N,且点O在以MN为直径的圆外(其中O为坐标原点),求m的取值范围.
    解 (1)由已知得A(-a,0),B(0,b),

    可得a2=4,b2=1,
    则椭圆C的方程为+y2=1.
    (2)设M(x1,y1),N(x2,y2),
    由得(m2+4)y2-2my-3=0.
    故y1+y2=,y1y2=,
    Δ=(2m)2+12(4+m2)=16m2+48>0.
    由题意得∠MON为锐角,即·>0,
    ∴·=x1x2+y1y2>0,
    又x1x2=(my1-1)(my2-1)=m2y1y2-m(y1+y2)+1.
    ∴x1x2+y1y2=(1+m2)y1y2-m(y1+y2)+1
    =(1+m2)·-+1=>0,
    ∴m2<,解得- ∴m的取值范围为.
    5.如图,在平面直角坐标系中,四边形的顶点都在椭圆 上,对角线与分别过椭圆的左焦点和右焦点,且,椭圆的一条准线方程为.
    (1)求椭圆方程;
    (2)求四边形面积的取值范围.
    【答案】(1)由题意:,,则,则,
    故此时椭圆方程为. …4分
    (2)设四边形面积为,
    若与中有一条与轴重合或平行, …5分
    若与斜率均存在,不妨设的斜率为,设与椭圆相交于,
    则,得, ……6分
    即, ……7分
    ……8分
    , ……9分
    同理可得:, ……11分
    , ……12分
    令,, ..….13分
    在上为减函数,在上为增函数,, ..….14分
    , ..….15分
    综上:四边形面积的取值范围为. ..….16分
    6. 在平面直角坐标系中,设椭圆的中心在原点,焦点在轴上,短半轴长为,椭圆上的点到右焦点的距离的最小值为.
    (1)求椭圆的方程;
    (2)设直线与椭圆相交于两点,且.
    ①求证:原点到直线的距离为定值;
    ②求的最小值.
    【答案】(1)由题意,可设椭圆的方程为,焦距为,离心率为.于是.
    设椭圆的右焦点为,椭圆上点到右准线距离为,
    则,于是当最小即为右顶点时,取得最小值,
    所以.…………………………………………………………………3分
    因为所以椭圆方程为.………………………………………………………5分
    (2)①设原点到直线的距离为,则由题设及面积公式知.
    当直线的斜率不存在或斜率为时,或
    于是.………………………………………7分
    当直线的斜率存在且不为时,则,
    解得 同理………………………………………9分
    在中,,

    ,所以.
    综上,原点到直线的距离为定值.……………………………………11分
    另解:
    ,所以.
    ②因为为定值,于是求的最小值即求的最小值.

    令,则,
    于是, ……………14分
    因为,所以,
    当且仅当,即,取得最小值,因而
    所以的最小值为.……………………………16分
    7.已知椭圆,动直线与椭圆交于两点(点在第一象限).
    (1)若点的坐标为,求的面积的最大值;
    (2)设,,且,求当的面积最大时直线的方程.

    【答案】
    解法1:(1)直线OB方程为,即,设过点且平行于的直线方程为.则当与椭圆只有一个公共点时,的面积最大.
    消去y整理得,此时,令,解得,当时,;当时,,
    所以面积的最大值=.
    (2)显然,直线与轴不垂直,设直线的方程为.
    由消去并整理得,
    所以因为,所以
    从而,即,
    所以.
    因为在第一象限,所以,所以.因为,所以,所以(当且仅当,即时取等号),此时,直线l的方程为,即.
    解法2:结论:在中,其中为坐标原点,若,,则.
    证明:在中,所以
    直线: ,
    点到直线的距离 ,所以
    (1)设,,,
    ,.
    (2)设,,,
    ,,

    当即时,.
    因为点在第一象限,所以,因为,所以,所以,所以,.所以,解得,,,所以,,,.




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