本题导读
本题考查椭圆的标准方程。核心在于待定系数法、二次函数最值的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2013年重庆卷(文)) 如图,椭圆的中心为原点 ,长轴在 轴上,离心率 ,过左焦点 作 轴的垂线交椭圆于 , 两点,.
(1)求该椭圆的标准方程;
(2)取平行于 轴的直线与椭圆相交于不同的两点 ,,过 , 作圆心为 的圆,使椭圆上的其余点均在圆 外,求 的面积 的最大值,并写出对应的圆 的标准方程.
🔍【思路分析】
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- ,通径 → , → 。
- 设 , 在 最小 → 切点 ,。
- ;()在 最大 。
- ,, → 圆 或 。
✅【答案】
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(1);(2),圆 : 或
✍【详细解析】
Abstract
(1) 设椭圆方程为 ()。 过左焦点 且垂直于 轴的直线与椭圆的交点纵坐标为 (通径端点),故 |AA\prime|=\frac{2b^{2}}{a}=4,\qquad\text{即}\ \frac{b^{2}}{a}=2.\tag{①} 又离心率 e=\frac{c}{a}=\frac{\sqrt2}{2}\Longrightarrow c^{2}=\frac{a^{2}}{2}\Longrightarrow b^{2}=a^{2}-c^{2}=\frac{a^{2}}{2}.\tag{②} 把②代入①:,故 。 所求椭圆方程为 (2) 由椭圆关于 轴对称,且 横坐标相同,圆心 必在 轴上,设 (不妨 ,右侧对称同理)。 “椭圆上的其余点均在圆 外”意味着:(与 )是椭圆上到 距离最小的点。 设 是椭圆上任意一点,则 ,于是 它是关于 的二次函数,开口向上,在 处取最小值 。 因为切点横坐标必须落在 内,故 ,即 。 于是切点为 、,其中 ( 与 相容。) 三角形面积 记 ,则 当且仅当 即 时取等号,故 此时 即半径 ,圆心 。 对应的圆 的标准方程为
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:椭圆的方程与椭圆内切圆的面积最值
核心方法: → ;过左焦点垂直于 轴的弦(通径) → , → 。\n 由对称性 ;椭圆上点 到 的距离平方\n,在 处最小 → 切点 ,;\n,()在 取最大 → ,此时 ,圆 :
避坑指南:★ 合集把椭圆误印为 (其通径只有 ,与 矛盾),正确方程是 。“其余点均在圆 外”要翻译成” 是椭圆上到 最近的点”,即 在 处取最小——二次函数顶点 必须落在 内(即 ),否则圆会与椭圆不相切。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:椭圆的标准方程、椭圆与圆的位置关系(内切)、面积最值。
结论推广:离心率与通径长;距离平方的二次函数最值;基本不等式(或二次函数)求面积最大。
方法推广:通径定 → 写 找最近点 → 表达面积 → 换元求最大值与圆方程。
🔗【关联脉络】
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