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橢圓過焦點的三角形的面積

生活 更新时间:2025-02-02 11:04:40

之前給出過與抛物線有關的原點三角形面積的相關知識,即若過焦點的直線與抛物線交于A,B兩點,△OAB的面積隻與直線與對稱軸夾角有關,具體的可以參考鍊接:

與抛物線焦點弦有關的常用結論

這個結論隻适用于焦點弦,類似的在橢圓中有沒有相關的結論,以下面一道題目為例,探究橢圓中原點三角形的若幹性質,題目如下:

橢圓過焦點的三角形的面積(一道題探究以原點為頂點的橢圓内三角形面積問題)1

橢圓過焦點的三角形的面積(一道題探究以原點為頂點的橢圓内三角形面積問題)2

解題過程很簡單,求弦長求原點到直線的距離即可,由于不是小題,判别式以及弦長可以用結論直接寫出,相關鍊接可參考:思維訓練17.圓錐曲線相對簡化計算中常用的計算結論

注意到題目中給出的斜率乘積恰好能看成-b²/a²,求得的答案為1可看成與a,b有關的值,這裡可能是b,也可能是a/2,也可能是ab/2,下面從一般性來看此時的面積等于多少。

橢圓過焦點的三角形的面積(一道題探究以原點為頂點的橢圓内三角形面積問題)3

若從原點出發的兩條直線斜率乘積為-b²/a²,可得到m與a,b,k的對應關系,利用常規面積公式可得出以原點為頂點的三角形面積為定值ab/2

若條件相同,去掉斜率乘積,此時得到的面積不再是定值,但存在最大值,最大值也為ab/2,即取得最大值的條件恰好為斜率乘積為-b²/a²,證明過程如下:

橢圓過焦點的三角形的面積(一道題探究以原點為頂點的橢圓内三角形面積問題)4

過程中用到了均值不等式,取等時的條件恰為結論一中的斜率關系,在常見的橢圓内弦長題目中,經常遇到直線與橢圓交于P,Q兩點,且OP⊥OQ,那麼在這個特殊條件下能得到面積的最大值和最小值,最大值依舊滿足結論二中的條件,求最小值時當然也可以利用結論二中帶入的方法,但此時計算過于複雜,OP,OQ可看做極徑且P,Q之間存在對應的角度關系,因此可使用極坐标方程來解,過程如下:

橢圓過焦點的三角形的面積(一道題探究以原點為頂點的橢圓内三角形面積問題)5

以上三個結論對應以原點為頂點,連接直線與橢圓兩個交點所形成的三角形面積的相關結論,這種題目在上次推送的練習題中有類似的題目,如下:

橢圓過焦點的三角形的面積(一道題探究以原點為頂點的橢圓内三角形面積問題)6

近期整理了不少有價值的題目,後續也會陸續給出,近期有人問了一個問題,即怎麼看待導數大題中的上帝視角解法,之所以出現上帝視角,一方面是出題人和解題人的信息不對稱,另一方面也說明了題目出的并不是太好,但也側面反映了此類問題的一些特征,即我們做題人在解題之前能否看出題目存在上帝視角?近期會整理對應的專題。

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