39. 解析几何中面积问题的十种处理策略-2026版高考数学二轮核心常考56个微专题_第1页
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文档简介

21.解析几何面积计算的常见问题题型1.三角形面积公式及应用题型2.四边形面积计算题型3.等高求底型面积问题题型4.等底求高型面积问题题型5.等角转化为腰长题型6.某边过定点的三角形面积计算题型7.某边过定点的四边形面积计算题型8.面积(面积比)问题的分割与转化题型9.以面积(面积比)为情境综合其他二级结论题型10.利用坐标计算面积一.基本原理直线与圆锥曲线相交,弦和某个定点所构成的三角形的面积,处理方法:1.一般方法:(其中为弦长,为顶点到直线AB的距离),设直线为斜截式.进一步,==2.特殊方法:拆分法,可以将三角形沿着轴或者轴拆分成两个三角形,不过在拆分的时候给定的顶点一般在轴或者轴上,此时,便于找到两个三角形的底边长.3.坐标法.设,则.4.面积比的转化.三角形的面积比及其转化有一定的技巧性,一般的思路就是将面积比转化为可以利用设线法完成的线段之比或者设点法解决的坐标形式,通常有以下类型:①两个三角形同底,则面积之比转化为高之比,进一步转化为点到直线距离之比②两个三角形等高,则面积之比转化为底之比,进一步转化为长度(弦长之比)③利用三角形面积计算的正弦形式,若等角转化为腰长之比④面积的割补和转化5.四边形的面积计算在高考中,四边形一般都比较特殊,常见的情况是四边形的两对角线相互垂直,此时我们借助棱形面积公式,四边形面积等于两对角线长度乘积的一半;当然也有一些其他的情况,此时可以拆分成两个三角形,借助三角形面积公式求解.6.注意某条边过定点的三角形和四边形当三角形或者四边形某条边过定点时,我们就可以把三角形,四边形某个定顶点和该定点为边,这样就转化成定底边的情形,最终可以简化运算.当然,你需要把握住一些常见的定点结论,才能察觉出问题的关键.7.三角形的面积坐标公式已知三角形三个顶点,,其面积为: 也可写成行列式形式:2.证明:(1)数量积由于三角形面积公式,设,).由于,由向量数量积定义,可得,根据三角函数关系,可得将代入可得,所以的面积(凌晨讲数学).对其展开化简,最终可得(2)向量叉乘法:设,,根据向量叉乘定义与性质,的模等于以为邻边的平行四边形面积,三角形ABC面积是其一半,故有,所以3.特别地,设,则.二.典例分析★题型1.三角形面积公式及应用例1.已知椭圆的离心率为,右焦点为.(1)求椭圆的方程;(2)设直线与椭圆交于A,B两点,求的面积.解析:(1)由题设且,则,故,所以.(2)联立直线与椭圆,可得,显然,所以,,故,而到的距离,所以的面积为.例2.(2022新高考1卷)已知点在双曲线上,直线交于,两点,直线,的斜率之和为0.(1)求的斜率;(2)若,求的面积.解析:(1)故双曲线方程为..(2)由,得,不妨设直线的倾斜角为锐角且为,当均在双曲线的左支时,,得到,此时与渐近线平行,与双曲线左支无交点。当均在双曲线的右支时,由,得,即,联立及得,进而解出:,,代入直线得,故,,而,,由,故.★题型2.四边形面积计算例3.已知抛物线,点为上一点,且到的准线的距离等于其到坐标原点的距离.(1)求的方程;(2)设为圆的一条不垂直于轴的直径,分别延长交于两点,求四边形面积的最小值.解析:(1)故抛物线的标准方程为.(2)由题意,直线斜率存在且不为0,设直线的方程为:,设点,,联立得:,由,得,联立得:,由,得因为,用代替,得.故四边形面积.令.设函数,故单调递增.故当,即时,取到最小值16,所以四边形面积的最小值是16.★题型3.等高求底型面积问题例4.已知椭圆:,以椭圆的右焦点为焦点的抛物线的顶点为原点,点是抛物线的准线上任意一点,过点作抛物线的两条切线、,其中、为切点,设直线,的斜率分别为,.(1)求抛物线的方程及的值;(2)求证:直线过定点,并求出这个定点的坐标;(3)若直线交椭圆于、两点,分别是、的面积,求的最小值.解析:(1)依题意椭圆:的右焦点为,可得抛物线的焦点坐标为,所以抛物线的方程为..(2)直线恒过定点.(3)设点到直线的距离为,则,因为直线恒过定点,且斜率不为零,故设直线的方程为.联立,得,,则,则;联立,得,,设,,则,则,,故当时,有最小值.★题型4.等底求高型面积问题例5.如图,已知椭圆E:的离心率为,A,B是椭圆的左右顶点,P是椭圆E上异于A,B的一个动点,直线过点B且垂直于x轴,直线AP与交于点Q,圆C以BQ为直径.当点P在椭圆短轴端点时,圆C的面积为.(1)求椭圆E的标准方程;(2)设圆C与PB的另一交点为点R,记△AQR的面积为,△BQR的面积为,试判断是否为定值,若是定值,求出这个定值,若不是定值,求的取值范围.解析:(1)椭圆的标准方程为:;(2)设,则①.A,B的坐标分别为(-2,0),(2,0),直线AP;,令,则,又,点R在圆上,所以QR⊥BR,因此,所以直线RQ的方程为:,即,由①式得到,代入直线RQ的方程,化简为:,设A,B两点到直线RQ的距离分别为,则,为定值.★题型5.等角转化为腰长例6.已知圆心在x轴上移动的圆经过点A(-4,0),且与x轴、y轴分别交于点B(x,0),C(0,y)两个动点,记点D(x,y)的轨迹为曲线.(1)求曲线的方程;(2)过点F(1,0)的直线l与曲线交于P,Q两点,直线OP,OQ与圆的另一交点分别为M,N(其中O为坐标原点),求△OMN与△OPQ的面积之比的最大值.解析:(1)的方程为;(2)设过F点的直线方程为,显然m是存在的,联立方程:,得,①,②设,代入①②得…③则直线OP的方程为,直线OQ的方程为,联立方程:,解得,同理,,,,④,由③得,代入④得:,显然当m=0时最大,最大值为;综上,的方程为,与的面积之比的最大值为.例7.已知椭圆:的上顶点为,离心率为.抛物线:截轴所得的线段长为的长半轴长.(1)求椭圆的方程;(2)过原点的直线与相交于两点,直线分别与相交于两点.①证明:直线与直线的斜率之积为定值;②记和的面积分别是,,求的最小值.解析:(1)已知抛物线:中,令,解得,所以,因为,所以,从而,∴椭圆的方程为:.(2)

①直线的斜率显然存在,设方程为.由,整理得,设,,则,,,由已知,所以的斜率分别为,,故,所以直线与直线的斜率之积为定值;②设直线:,显然,由,解得:或,∴,则,由①知,直线:,则,由,得,解得或,,则,由①知,直线:,,则,当且仅当时等号成立,即最小值为.★题型6.某边过定点的三角形面积计算例8.已知椭圆C:经过点,其右顶点为.(1)求椭圆C的方程;(2)若点P,Q在椭圆C上,且满足直线AP与AQ的斜率之积为.求面积的最大值.解析:(1)椭圆C的方程为.(2)结合,可找到的关系,从而可知直线PQ经过定点,于是△APQ面积等于,即可求出其最大值.易知直线AP与AQ的斜率同号,所以直线不垂直于轴,故可设,,,由可得,,所以,,,而,即,化简可得,①,因为,所以,令可得,②,令可得:把②③代入①得,,化简得,所以,或,所以直线或,因为直线不经过点,所以直线经过定点.设定点,所以,,因为,所以,设,所以,当且仅当即时取等号,即△APQ面积的最大值为.★题型7.某边过定点的四边形面积计算例9在平面直角坐标系xOy中,已知,,动点P满足.(1)求动点P的轨迹C的方程;(2)若轨迹C的左,右顶点分别为,,点为轨迹C上异于,的一个动点,直线,分别与直线相交于S,T两点,以ST为直径的圆与x轴交于M,N两点,求四边形SMTN面积的最小值.解析:(1)由动点P满足,得动点的轨迹是以为焦点的双曲线的右支,且,所以,所以,故动点P的轨迹C方程为:;(2)由(2)知,,所以直线的方程为,即,与直线的交点S的坐标为,直线的方程为,即,与直线的交点T的坐标为,设以ST为直径的圆的方程为,令,则,所以,,令,则,设,则,所以,又点在双曲线上,所以,故,又,所以,当且仅当即时等号成立,所以四边形面积的最小值为6.★题型8.以面积(面积比)问题的转化与割补例10.(2024届九省联考)已知抛物线的焦点为,过的直线交于两点,过与垂直的直线交于两点,其中在轴上方,分别为的中点.(1)证明:直线过定点;(2)设为直线与直线的交点,求面积的最小值.解析:(1)直线过定点,且该定点为;(2)设为的中点,为直线与的交点.由分别为的中点知,所以,故.设为直线与的交点,同理可得.所以,由(1)中的法2可得,同理可得.所以,当且仅当时等号成立.因此的面积的最小值为8.例11.(2024届杭州二中高三开学检测)已知抛物线的焦点为.设(其中,)为拋物线上一点.过作抛物线的两条切线,,,为切点.射线交抛物线于另一点.(1)若,求直线的方程;(2)求四边形面积的最小值.解析:设.则抛物线在点处的切线方程是,即.因为同时在和抛物线上,所以所以.整理得.同理,.故是方程的两根.这个方程化为,得,所以可设.(1)若,则,故,直线的方程为.(2)直线过点,设直线的方程是.联立所以.所以.因为,到直线的距离是,到直线的距离是,因为两点一个位于直线上方,另一个位于下方,所以绝对值里面的式子一个取正,一个取负.故而四边形面积等于与面积之和,且,故 由基本不等式,,当且仅当时取最小值.综上,四边形面积的最小值是16.例12.(2024届浙江名校协作体高三开学检测)已知过点的直线与抛物线交于两点,为坐标原点,当直线垂直于轴时,的面积为.(1)求抛物线的方程;(2)若为的重心,直线分别交轴于点,记的面积分别为,求的取值范围.解析:(1)由题意可知,,所以,所以抛物线的方程为(2)设,因为为的重心,所以;因为,且;所以;设,与联立得:,所以,所以,则;所以的取值范围为★题型9.以面积(面积比)为情境综合其他二级结论例13.(2023届广州一模T21)已知椭圆的离心率为,以C的短轴为直径的圆与直线相切.(1)求C的方程;(2)直线:与C相交于A,B两点,过C上的点P作x轴的平行线交线段AB于点Q,直线OP的斜率为(O为坐标原点),△APQ的面积为.的面积为,若,判断是否为定值?并说明理由.分析:(1)(2)如图,设点,其到线段的距离为,那么,代入到.于是由上述基本原理可知:,而,故可得:,此题中,.解析:(1)由椭圆的离心率为得:,即有,由以C的短轴为直径的圆与直线相切得:,联立解得,所以C的方程是.(2)为定值,且.因为,则,因此,而,有,于是平分,直线的斜率互为相反数,即,设,由得,,即有,而,则,即于是,化简得:,且又因为在椭圆上,即,即,,从而,,又因为不在直线上,则有,即,所以为定值,且.★题型10.利用坐标计算面积例14.设抛物线:的焦点为,经过轴正半轴上点的直线交于不同的两点和.(1)若,求点的坐标;(2)若,求证:原点总在以线段为直径的圆的内部;(3)若,且直线,与有且只有一个公共点,问:的面积是否存在最小值?若存在,求出最小值,并

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