题目内容
【题目】已知圆:
,
,
是圆
上的一个动点,线段
的垂直平分线与线段
相交于点
.
(Ⅰ)求点的轨迹方程;
(Ⅱ)记点的轨迹为
,
,
是直线
上的两点,满足
,曲线
的过
,
的两条切线(异于
)交于点
,求四边形
面积的取值范围.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)
.
【解析】试题分析:(1)由题意求出圆 的圆心坐标、半径,由椭圆的定义判断出曲线
的形状为椭圆,椭圆的标准方程即为所求;(2)直线与曲线联立,根据韦达定理,弦长公式、点到直线距离公式、三角形面积公式可得
的面积,由基本不等式法求出
面积取值范围,可得答案.
试题解析:(Ⅰ)依题意得圆心,半径
,由于
.
所以点的轨迹方程是以
,
为焦点,长轴长为4的椭圆,即
,
,则
,所以
的轨迹方程是
.
(Ⅱ)依题意,直线斜率存在且不为零,设为
,令
得
,
同理.
设过点的切线为
,代入
得
.
由解得
,
同理.
联立两条切线,解得
.
,等号成立当且仅当
,
所以四边形面积的取值范围是
.
【方法点晴】本题主要考查定义法求椭圆方程及圆锥曲线求最值,属于难题.解决圆锥曲线中的最值问题一般有两种方法:一是几何意义,特别是用圆锥曲线的定义和平面几何的有关结论来解决,非常巧妙;二是将圆锥曲线中最值问题转化为函数问题,然后根据函数的特征选用参数法、配方法、判别式法、三角函数有界法、函数单调性法以及均值不等式法,本题(2)就是用的这种思路,利用均值不等式法求四边形最值的.
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