橢圓中三角形面積的最值問題比較常見,且較為復雜.在解答橢圓中三角形面積的最值問題時,通常可將三角形的一條邊所在的直線視為與橢圓相交的直線,那么此時直線與橢圓有兩個交點.先將直線與橢圓的方程聯(lián)立,消去x或y,構造出一元二次方程;再利用韋達定理和根的判別式來建立關系式,進而根據(jù)弦長公式求得三角形的邊長,利用點到直線的距離公式求得高線長;然后根據(jù)三角形的面積公式求得三角形面積的表達式.有時可通過拼接、分割三角形,來求得三角形面積的表達式.接著利用基本不等式、二次函數(shù)的性質(zhì)求解.下面由一道題談一談解答橢圓中三角形面積最值問題的路徑.
題目:已知橢圓+y2=1上兩個不同的點A、B關于直線y=mx+對稱,求ΔAOB面積的最大值.
一、利用基本不等式
基本不等式:若a、bgt;0,則a+b≥2,當且僅當a=b時等號成立.在求得三角形面積的表達式后,往往需將該式進行恒等變形,通過湊系數(shù)、添項、去項等方式將目標式配湊為兩式的和或積,并使其中之一為定值,這樣就可以直接運用基本不等式求得三角形面積的最值.
解:
該目標式較為復雜,將其化簡后,該式中含有兩式的積(m2+2)(3m2-2),而其和為定值,可直接根據(jù)基本不等式的變形式ab≤2求得最值.
二、利用二次函數(shù)的性質(zhì)
橢圓的方程為二次方程.在解答橢圓中三角形面積的最值問題時,將直線與橢圓的方程聯(lián)立,即可得到二次式,則所求的三角形面積也含有二次式,就可以將該二次式看作二次函數(shù)式,利用二次函數(shù)的有界性和單調(diào)性來求三角形面積的最值.
解:因為A、B關于直線y=mx+對稱,所以設直
,直線AB的方程為y=-tx+b,
聯(lián)立橢圓的方程和直線的方程可得??(ì?)y2(tx)1(b),(,)
消去y可得:(+t2)x2+2btx+b2-1=0,
則Δ=-2b2+2+4t2gt;0,解得t∈(-,0)?(0,),
則x1+x2=-2bt,x1x2=b2-1
+t2+t2,
則|AB|=1+k2x1-x2=1+t2 t2+,
且O點到直線AB的距離為d=,
則三角形的面積S=|AB|?d=-2(t2-)2+2,
所以當t2=時,SΔAOB取最大值為.
將三角形面積的表達式化為含有二次函數(shù)式的式子,再將其配方為2(t2-)2+2,便可根據(jù)二次函數(shù)的有界性判定當t2=時,SΔAOB取最大值.
總的來說,在求解橢圓中三角形面積的最值問題時,要先觀察題目中三角形的特點和位置,利用圓錐曲線知識和平面幾何知識求得三角形的底和高,并化簡三角形面積的表達式;再根據(jù)式子的結構特征,選用基本不等式、二次函數(shù)的性質(zhì)求最值.