P、Q、M、N四点都在椭圆x2+=1上,F为椭圆在y轴正半轴上的焦点.已知与共线,与共线,且・=0.求四边形PMQN的面积的最小值和最大值。
本小题主要考查椭圆和直线的方程与性质,两条直线垂直的条件,两点间的距离,不等式的性质等基本知识及综合分析能力。
解:如图,由条件知MN和PQ是椭圆的两条弦,相交于焦点F(0,1),且PQ⊥MN,直线PQ、MN中至少有一条存在斜率,不妨设PQ的斜率为k,又PQ过点F(0,1),
故PQ方程为y=kx+1
将此式代入椭圆方程得
(2+k2)x2+2kx-1=0
设P、Q两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则
从而 |PQ|2=(x1-x2)2+(y1-y2)2
=
亦即 |PQ|=
(i)当k≠0时,MN的斜率为,同上可推得
|MN|=
故四边形面积
S=|PQ|・|MN|
=
=
令,得
因为
当时,u=2,S=,
且S是以u为自变量的增函数,
所以
(ii)当k=0时,MN为椭圆长轴,|MN|=,|PQ|=,
S=|PQ|・|MN|=2.
综合(i),(ii)知,四边形PMQN面积的最大值为2,最小值为。
曲线的方程的定义:
在直角坐标系中,如果某曲线C(看作点的集合或适合某种条件的点的轨迹)上的点与一个二元方程f(x,y)=0的实数解建立了如下的关系:
(1)曲线上点的坐标都是这个方程的解;
(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点。
那么,这个方程叫做曲线的方程,这条曲线叫做方程的曲线。
求曲线的方程的步骤:
(1)建立适当的坐标系,用有序实数对(x,y)表示曲线上任意一点M的坐标;
(2)写出适合条件的p(M)的集合,P={M|p(M)};
(3)用坐标表示条件p(M),列出方程f(x,y)=0;
(4)化方程f(x,y)=0为最简形式;
(5)说明化简后的方程的解为坐标的点都在曲线上。
求曲线的方程的步骤:
(1)建立适当的坐标系,用有序实数对(x,y)表示曲线上任意一点M的坐标;
(2)写出适合条件的p(M)的集合,P={M|p(M)};
(3)用坐标表示条件p(M),列出方程f(x,y)=0;
(4)化方程f(x,y)=0为最简形式;
(5)说明化简后的方程的解为坐标的点都在曲线上。
求曲线方程的常用方法:
(1)待定系数法这种方法需要预先知道曲线的方程,先设出来,然后根据条件列出方程(组)求解未知数。
(2)直译法就是把动点所满足的题设条件直接给表示出来,从而得到其横、纵坐标之间的关系式。(3)定义法就是由曲线的定义直接得到曲线方程。
(4)交轨法:就是在求两动曲线交点轨迹方程时,联立方程组消去参数,得到交点的轨迹方程。在求交点问题时常用此法。
(5)参数法就是通过中间变量找到y、x的间接关系,然后通过消参得出其直接关系。
(6)相关点法就是通过所求动点与已知动点的关系,来求曲线方程的方法。
登录并加入会员可无限制查看知识点解析