文档内容
重难点突破 07 圆锥曲线三角形面积与四边形面积题型归类
目录
01 方法技巧与总结...............................................................................................................................2
02 题型归纳与总结...............................................................................................................................4
1
题型一:三角形的面积问题之S = ⋅底·高....................................................................................4
△ 2
题型二:三角形的面积问题之分割法................................................................................................5
题型三:三角形、四边形的面积问题之面积坐标化........................................................................6
题型四:三角形的面积比问题之共角、等角模型............................................................................9
题型五:三角形的面积比问题之对顶角模型..................................................................................10
题型六:四边形的面积问题之对角线垂直模型..............................................................................12
题型七:四边形的面积问题之一般四边形......................................................................................14
03 过关测试.........................................................................................................................................161、三角形的面积处理方法
(1) 底·高(通常选弦长做底,点到直线的距离为高)
(2) 水平宽·铅锤高 或
(3)在平面直角坐标系 中,已知 的顶点分别为 , , ,三角
形的面积为 .
2、三角形面积比处理方法
(1)对顶角模型
(2)等角、共角模型3、四边形面积处理方法
(1)对角线垂直
(2)一般四边形
(3)分割两个三角形
4、面积的最值问题或者取值范围问题
一般都是利用面积公式表示面积,然后将面积转化为某个变量的一个函数,再求解函数的最值(一般
处理方法有换元,基本不等式,建立函数模型,利用二次函数、三角函数的有界性求最值或利用导数法求
最值,构造函数求导等等),在算面积的过程中,优先选择长度为定值的线段参与运算,灵活使用割补法
计算面积,尽可能降低计算量.1
题型一:三角形的面积问题之S = ⋅底·高
△ 2
【典例1-1】(2024·陕西商洛·模拟预测)记椭圆 的左、右顶点分别为 , ,上
顶点为 ,直线 , 的斜率满足 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)已知椭圆 上点 处的切线方程是 .若点 为直线 上的
动点,过点 作椭圆 的切线 , ,切点分别为 , ,求 面积的最小值.
【典例1-2】(2024·浙江绍兴·三模)已知双曲线 : 与直线 : 交于 、 两点( 在
左侧),过点 的两条关于 对称的直线 、 分别交双曲线 于 、 两点( 在右支, 在左支).
(1)设直线 的斜率为 ,直线 的斜率为 ,求 的值;
(2)若直线 与双曲线 在点 处的切线交于点 ,求 的面积.
【变式1-1】(2024·高三·河南·开学考试)已知椭圆 的短轴长为2,点 在椭
圆 上.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)设点 在椭圆 上(点 不在坐标轴上),证明:直线 与椭圆 相切;
(3)设点 在直线 上(点 在椭圆 外),过点 作椭圆 的两条切线,切点分别为 为坐标
原点,若 和 的面积之和为1,求直线 的方程.【变式1-2】(2024·陕西安康·模拟预测)已知抛物线 的准线方程为 ,直线l与C
交于A,B两点,且 (其中O为坐标原点),过点O作 交AB于点D.
(1)求点D的轨迹E的方程;
(2)过C上一点 作曲线E的两条切线分别交y轴于点M,N,求 面积的最小值.
题型二:三角形的面积问题之分割法
【典例2-1】已知椭圆 的对称中心为坐标原点,对称轴为坐标轴,焦点在 轴上,离心率 ,且过点
.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)若直线 与椭圆交于 两点,且直线 的倾斜角互补,点 ,求三角形 面积的最大值.
【典例2-2】(2024·高三·安徽蚌埠·开学考试)已知椭圆 的对称中心在坐标原点,以坐标轴为对称轴,
且经过点 和 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)过点 作不与坐标轴平行的直线 交曲线 于 , 两点,过点 , 分别向 轴作垂线,垂足
分别为点 , ,直线 与直线 相交于 点.
①求证:点 在定直线上;
②求 面积的最大值.【变式2-1】(2024·天津南开·二模)已知椭圆C: ( )的离心率为 ,且C的左、
右焦点与短轴的两个端点构成的四边形的面积为 .
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点 的直线l与椭圆C交于A,B两点,过点A与x轴垂直的直线与椭圆C的另一个交点为 .当
的面积取得最大值时,求直线l的方程.
, ,则 ,
【变式2-2】设动点M与定点 的距离和M到定直线l: 的距离的比是 .
(1)求动点M的轨迹方程,并说明轨迹的形状;
(2)当 时,记动点M的轨迹为 ,动直线m与抛物线 : 相切,且与曲线 交于点A,B.求
面积的最大值.
题型三:三角形、四边形的面积问题之面积坐标化
【典例3-1】如图,已知双曲线 的左右焦点分别为 、 ,若点 为双曲线 在第一象限上
的一点,且满足 ,过点 分别作双曲线 两条渐近线的平行线 、 与渐近线的交点分
别是 和 .(1)求四边形 的面积;
(2)若对于更一般的双曲线 ,点 为双曲线 上任意一点,过点 分别作双曲
线 两条渐近线的平行线 、 与渐近线的交点分别是 和 .请问四边形 的面积为定值吗?
若是定值,求出该定值(用 、 表示该定值);若不是定值,请说明理由.
【典例3-2】(2024·四川达州·二模)已知抛物线 ,直线 与 交于 两点,
线段AB中点 .
(1)求抛物线 的方程;
(2)直线 与 轴交于点 为原点,设 的面积分别为 ,若
成等差数列,求 .
【变式3-1】(2024·湖南衡阳·模拟预测)已知抛物线 :y2=2px(p>0),焦点 在直线 上.
过点 的直线 与抛物线 交于 , 两点,以焦点 为圆心, 为半径的圆 分别与直线 、
交于 、 两点.(1)求抛物线 的标准方程;
(2)求 面积 的取值范围.
【变式3-2】(2024·河北保定·三模)设椭圆 的左、右顶点分别为 ,离心率为 ,
且 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)设点 为椭圆上异于 的两动点,记直线 的斜率为 ,直线 的斜率为 ,已知 .直线
与 轴相交于点 ,求 的面积的最大值.
【变式3-3】(2024·河北保定·三模)已知抛物线 : 上一点 到坐标原点 的距
离为 .过点 且斜率为 的直线 与 相交于 , 两点,分别过 , 两点作 的垂线,
并与 轴相交于 , 两点.
(1)求 的方程;
(2)若 ,求 的值;
(3)若 ,记 , 的面积分别为 , ,求 的取值范围.
【变式3-4】(2024·江苏苏州·模拟预测)如图,在平面直角坐标系 中,已知抛物线 的焦点为 ,过 的直线交 于 , 两点(其中点 在第一象限),过点 作 的切线交 轴于点 ,直线
交 于另一点 ,直线 交 轴于点 .
(1)求证: ;
(2)记 , , 的面积分别为 , , ,当点 的横坐标大于2时,求 的最小值
及此时点 的坐标.
题型四:三角形的面积比问题之共角、等角模型
【典例4-1】(2024·陕西西安·一模)已知椭圆 的短轴长等于焦距,且过点
(1)求椭圆 的方程;
(2) 为直线 上一动点,记椭圆 的上下顶点为 ,直线 分别交椭圆 于点 ,当
与 的面积之比为 时,求直线 的斜率.
【典例4-2】(2024·高三·四川成都·开学考试)已知双曲线 的焦距为 且左右顶点分
别为 ,过点 的直线 与双曲线 的右支交于 两点.
(1)求双曲线的方程;
(2)记直线 的斜率分别为 ,证明: 是定值;(3)设 为直线 和 的交点,记 的面积分别为 ,求 的最小值.
【变式4-1】(2024·河北·统考模拟预测)已知抛物线 ,过点 的直线 与 交于
两点,当直线 与 轴垂直时, (其中 为坐标原点).
(1)求 的准线方程;
(2)若点 在第一象限,直线 的倾斜角为锐角,过点 作 的切线与 轴交于点 ,连接 交 于另一
点为 ,直线 与 轴交于点 ,求 与 面积之比的最大值.
【变式4-2】已知抛物线C: 上一点 到焦点F的距离为 .
(1)求抛物线C的方程;
(2)过点F的直线 与抛物线C交于 两点,直线 与圆E: 的另一交点分别为
为坐标原点,求 与 面积之比的最小值.
题型五:三角形的面积比问题之对顶角模型
【典例5-1】(2024·高三·山西吕梁·开学考试)已知椭圆 过点 ,且 的右
焦点为 .
(1)求 的方程:
(2)设过点 的一条直线与 交于 两点,且与线段 交于点 .
(i)证明: 到直线 和 的距离相等;
(ii)若 的面积等于 的面积,求 的坐标.【典例5-2】在平面直角坐标系 中,点B与点 关于原点O对称,P是动点,且直线 与 的
斜率之积等于 .
(1)求动点P的轨迹方程;
(2)设直线 和 分别与直线 交于点M,N,问:是否存在点P使得 与 的面积相等?若存
在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
【变式5-1】(2024·陕西宝鸡·三模)已知椭圆 和圆 经过 的右焦
点 ,点 为 的右顶点和上顶点,原点 到直线 的距离为 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)设 是椭圆 的左、右顶点,过 的直线 交 于 , 两点(其中 点在 轴上方),求
与 的面积之比的取值范围.
【变式5-2】(2024·高三·山东·开学考试)已知抛物线 .过抛物线焦点F作直线 分别在
第一、四象限交 于 两点,过原点O作直线 与抛物线的准线交于E点,设两直线交点为S.若当点P
的纵坐标为 时, .
(1)求抛物线的方程.
(2)若 平行于x轴,证明:S在抛物线C上.
(3)在(2)的条件下,记 的重心为R,延长 交 于Q,直线 交抛物线于 (T在右侧),
设 中点为G,求 与 面积之比n的取值范围.【变式5-3】(2024·安徽黄山·屯溪一中校考模拟预测)已知椭圆 的离心率为 ,
且 经过点 .
(1)求椭圆 方程;
(2)直线 与椭圆 交于点 为 的右焦点,直线 分别交 于另一点 、 ,
记 与 的面积分别为 ,求 的范围.
题型六:四边形的面积问题之对角线垂直模型
【典例6-1】(2024·湖北·模拟预测)已知椭圆 的上顶点为B,右焦点为F,点
B、F都在直线 上.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)若圆 的两条相互垂直的切线 均不与坐标轴垂直,且直线 分别与 相交于点A,C和
B,D,求四边形 面积的最小值.
【典例6-2】(2024·河北邯郸·三模)已知椭圆 经过 , 两
点.
(1)求 的方程;
(2)若圆 的两条相互垂直的切线 均不与坐标轴垂直,且直线 分别与 相交于点A,C和
B,D,求四边形 面积的最小值.【变式6-1】已知直线 与椭圆 有且只有一个公共点.
(1)求椭圆 的方程;
(2)是否存在实数 ,使椭圆 上存在不同两点 、 关于直线 对称?若存在,求 的取值范
围;若不存在,请说明理由;
(3)椭圆 的内接四边形 的对角线 与 垂直相交于椭圆的左焦点, 是四边形 的面积,求
的最小值.
【变式6-2】(2024·陕西商洛·模拟预测)已知 分别为椭圆 的左、右焦点,直
线 过点 与椭圆交于 两点,且 的周长为 .
(1)求椭圆 的离心率;
(2)直线 过点 ,且与 垂直, 交椭圆 于 两点,若 ,求四边形 面积的范围.
【变式6-3】(2024·陕西安康·模拟预测)已知椭圆 : 的离心率为 ,椭圆 的动弦
过椭圆 的右焦点 ,当 垂直 轴时,椭圆 在 , 处的两条切线的交点为 .
(1)求点 的坐标;
(2)若直线 的斜率为 ,过点 作 轴的垂线 ,点 为 上一点,且点 的纵坐标为 ,直线 与
椭圆 交于 , 两点,求四边形 面积的最小值.题型七:四边形的面积问题之一般四边形
【典例7-1】(2024·辽宁·模拟预测)给出如下的定义和定理:
定义:若直线 与抛物线 有且仅有一个公共点 ,且 与 的对称轴不平行,则称直线 与抛物线 相切,
公共点 称为切点.
定理:过抛物线 上一点 处的切线方程为 .
完成下述问题:
已知抛物线 ,焦点为 ,过 外一点 (不在 轴上),作 的两条切线,切点分别为 ,(
在 轴两侧)直线 分别交 轴于 两点,
(1)若 ,求线段 的长度;
(2)若点 在直线 上,证明直线 过定点,并求出该定点;
(3)若点 在曲线 上,求四边形 的面积的范围.
【典例7-2】(2024·安徽芜湖·模拟预测)如图,直线 与直线 ,分别与抛物线
交于点A,B和点C,D(A,D在x轴同侧).当 经过T的焦点F且垂直于x轴时,
.
(1)求抛物线T的标准方程;
(2)线段AC与BD交于点H,线段AB与CD的中点分别为M,N
①求证:M,H,N三点共线;②若 ,求四边形ABCD的面积.
【变式7-1】(2024·高三·四川达州·开学考试)定义:若椭圆 上的两个点
满足 ,则称 为该椭圆的一个“共轭点对”,记作 .已知椭圆
的一个焦点坐标为 ,且椭圆过点 .
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)求证:有两个点 满足“共轭点对” ,并求出 的坐标;
(3)设(2)中的两个点 分别是 ,设 为坐标原点,点 在椭圆 上,且 , 顺时针排列
且 ,证明:四边形 的面积小于 .
【变式7-2】已知椭圆 的离心率为 ,过其右焦点 且与 轴垂直的直线交椭圆
于 , 两点,且满足 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)已知过点 的直线 与坐标轴不垂直,且与椭圆交于点 , ,弦 的中点为 ,直线 与椭圆
交于点 , ,求四边形 面积 的取值范围.【变式7-3】已知曲线 的焦点是F,A,B是曲线C上不同的两点,且存在实数 使得⃗AF=λ⃗FB,
曲线C在点A,B处的切线交于点D.
(1)求点D的轨迹方程;
(2)点E在y轴上,以EF为直径的圆与AB的另一个交点恰好是AB的中点,当 时,求四边形ADBE的
面积.
【变式7-4】(2024·浙江·高三浙江省普陀中学校联考开学考试)类似于圆的垂径定理,椭圆 :
( )中有如下性质:不过椭圆中心 的一条弦 的中点为 ,当 , 斜率均
存在时, ,利用这一结论解决如下问题:已知椭圆 : ,直线 与椭圆 交于
, 两点,且 ,其中 为坐标原点.
(1)求点 的轨迹方程 ;
(2)过点 作直线 交椭圆 于 , 两点,使 ,求四边形 的面积.
1.(2024·高三·安徽亳州·开学考试)已知椭圆 的左、右焦点为 ,离心率为
,点 为椭圆 上任意一点,且 的周长为 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)直线 与直线 分别交椭圆 于 和 两点,求四边形 的面积.2.(2024·河北·模拟预测)已知 ,平面内动点 满足直线 的斜率之积为 .
(1)求动点 的轨迹方程;
(2)过点 的直线交 的轨迹 于 两点,以 为邻边作平行四边形 ( 为坐标原点),
若 恰为轨迹 上一点,求四边形 的面积.
3.(2024·重庆·模拟预测)已知 分别是椭圆 的左右焦点,如图,
抛物线 的焦点为F (−c,0),且与椭圆在第二象限交于点 ,延长 与椭
1
圆交于点 .
(1)求椭圆的离心率;
(2)设 和 的面积分别为 ,求 .
4.(2024·高三·山东烟台·开学考试)抛物线 的焦点为 ,准线为 ,斜率分别为
的直线 均过点 ,且分别与 交于 和 (其中 在第一象限), 分别为
的中点,直线 与 交于点 , 的角平分线与 交于点 .
(1)求直线 的斜率(用 表示);
(2)证明: 的面积大于 .5.(2024·高三·河南·开学考试)已知椭圆 : ,点 ( )与 上的点之间的距离
的最大值为6.
(1)求点 到 上的点的距离的最小值;
(2)过点 且斜率不为0的直线 交 于 , 两点(点 在点 的右侧),点 关于 轴的对称点为 .
①证明:直线 过定点;
②已知 为坐标原点,求 面积的取值范围.
6.(2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测)已知 , ,平面内动点P满足 .
(1)求动点P的轨迹C的方程;
(2)动直线 交C于A、B两点,O为坐标原点,直线 和 的倾斜角分别为 和 ,若 ,求
证直线 过定点,并求出该定点坐标;
(3)设(2)中定点为Q,记 与 的面积分别为 和 ,求 的取值范围.
x2 y2
7.(2024·河北石家庄·三模)已知椭圆C: + =1(a>b>0)的左、右焦点分别为
a2 b2
为坐标原点,直线 与 交于 两点,点 在第一象限,点 在第四象限且满足直线 与直线 的斜
率之积为 .当 垂直于 轴时, .
(1)求 的方程;
(2)若点 为 的左顶点且满足 ,直线 与 交于 ,直线 与 交于
.
①证明: 为定值;
②证明:四边形 的面积是 面积的2倍.8.(2024·高三·北京·开学考试)已知椭圆 的离心率为 ,左、右顶点分别为
.上、下顶点分别为 ,且 面积为2.
(1)求椭圆C的方程;
(2)点P是椭圆C上一点(不与顶点重合),直线 与x轴交于点M,直线 、 分别与直线 交
于点N、D,求证: 与 的面积相等.
9.定义:若椭圆 上的两个点 满足 ,则称
为该椭圆的一个“共轭点对”.
如图, 为椭圆 的“共轭点对”,已知 ,且点 在直线 上,直线 过原点.
(1)求直线 的方程;
(2)已知 是椭圆 上的两点, 为坐标原点,且 .
(i)求证:线段 被直线 平分;
(ii)若点 在第二象限,直线 与 相交于点 ,点 为 的中点,求 面积的最大值.
10.已知抛物线 : 的焦点为 ,直线 与抛物线 交于点 ,且 .
(1)求抛物线 的标准方程;
(2)过点 作两条互相垂直的直线 , , 与 交于 , 两点, 与 交于 , 两点,设线段 的中点为 ,线段 的中点为 ,求 面积的最小值.
11.(2024·广东广州·模拟预测)在平面直角坐标系 中,点 到点 的距离与到直线 的距离
之比为 ,记 的轨迹为曲线 ,直线 交 右支于 , 两点,直线 交 右支于 , 两点, .
(1)求 的标准方程;
(2)证明: ;
(3)若直线 过点 ,直线 过点 ,记 , 的中点分别为 , ,过点 作 两条渐近线的垂
线,垂足分别为 , ,求四边形 面积的取值范围.
12.(2024·江苏连云港·模拟预测)已知椭圆 的离心率为 ,抛物线 的焦点为
点F,过点F作y轴的垂线交椭圆于P,Q两点, .
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过抛物线上一点A作抛物线的切线l交椭圆于B,C两点,设l与x轴的交点为D,BC的中点为E,BC
的中垂线交x轴于点G,若 , 的面积分别记为 , ,且 ,点A在第一象限,求点A
的坐标.
13.(2024·天津·二模)设椭圆 ( )的左、右焦点分别为 , ,左、右顶点分别为
, ,且 ,离心率为 .
(1)求椭圆的方程;
(2)过点 的直线 与椭圆交于点 ,与 轴交于点 ,且满足 ,若三角形 ( 为坐标
原点)的面积是三角形 的面积的 倍,求直线 的方程.14.(2024·高三·山东潍坊·开学考试)已知双曲线 的焦距为4,离心率为
分别为 的左、右焦点,两点 都在 上.
(1)求 的方程;
(2)若 ,求直线 的方程;
(3)若 且 ,求四个点 所构成的四边形的面积的取值范围.
15.(2024·湖北·一模)已知椭圆 的离心率为 , , 分别为椭圆的左顶点和上
顶点, 为左焦点,且 的面积为 .
(1)求椭圆 的标准方程:
(2)设椭圆 的右顶点为 、 是椭圆 上不与顶点重合的动点.
(i)若点 ,点 在椭圆 上且位于 轴下方,直线 交 轴于点 ,设 和 的面积分
别为 , 若 ,求点 的坐标:
(ii)若直线 与直线 交于点 ,直线 交 轴于点 ,求证: 为定值,并求出此定值(其
中 、 分别为直线 和直线 的斜率).16.(2024·云南昆明·模拟预测)如图,矩形 中,|AB|=4, , 分别是矩形四
条边的中点,设 , ,设直线 与 的交点 在曲线 上.
(1)求曲线 的方程;
(2)直线 与曲线 交于 , 两点,点 在第一象限,点 在第四象限,且满足直线 与直线 的斜率
之积为 ,若点 为曲线 的左顶点,且满足 ,直线 与 交于 ,直
线 与 交于 .
①证明: 为定值;
②是否存在常数 ,使得四边形 的面积是 面积的 倍?若存在求出 ,若不存在说明理由.