本题导读
解析几何综合题,“面积定值”是核心。第(1)问用点到直线距离推出面积的行列式公式;第(2)问代入定值求斜率;第(3)问把”面积与直线无关”翻译成恒等式,用比较系数法定参 —— 这是处理定值问题的标准手段。
📌【题干】
Question
(2015年上海卷(文)) 已知椭圆 ,过原点的两条直线 和 分别与椭圆交于点 , 和 ,. 记 的面积为 .
(1) 设 ,. 用 , 的坐标表示点 到直线 的距离,并证明 ;
(2) 设 ,,. 求 的值.
(3) 设 与 的斜率之积为 ,求 的值,使得无论 与 如何变动,面积 保持不变.
🔍【思路分析】
破题导航
- 第(1)问:直线 过原点与 ,用两点式写方程,再用点到直线距离公式,最后 化简。
- 第(2)问:把 的坐标用 表示(代入椭圆),代入第(1)问的面积公式,解关于 的方程。
- 第(3)问:设 斜率为 、 斜率为 ,写出 关于 的表达式;“与 无关”意味着分式可化为常数,用比较系数法定 。
✅【答案】
点击查看答案
(1) ,且
(2) 或
(3)
✍【详细解析】
Abstract
(1) 直线 经过 与 ,其方程可写为
故点 到 的距离为
又 ,于是
(2) 因为 且 ,所以 。代入椭圆方程 得
由 与第(1)问的面积公式:
代入 与 :
两边平方化简:
解得 或 ,均满足前提。
(3) 设 的斜率为 ,则 的斜率为 (,)。对两条过原点的直线与椭圆的交点坐标分别求解,取绝对值后有
令 。若 ,则 随 变化,不能保持为常数,不合题意。
当 时,若 与 无关,则存在常数 ,使
对一切 成立。比较二次项与常数项系数,得 ;再比较一次项系数:
所以 。
反之,当 时,
与 无关,符合要求。
综上,所求 .
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:椭圆的标准方程;点到直线的距离;三角形面积的行列式(坐标)表示;定值问题与恒等式比较系数。
核心方法:“坐标表示 → 化为单参数表达式 → 恒成立则比较系数”,这是定值问题的通用三步。
避坑指南:第(2)问平方前要保留绝对值再平方,两边平方后必须回代验证是否引入增根;第(3)问的转化必须说清”取绝对值”,并且求出 后要验证充分性(本题用”反之”一段完成)。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:“面积定值”是解析几何压轴的经典母题,上海卷多次以”两直线斜率之积为定值”的形式呈现。
结论推广: 把椭圆换成双曲线或抛物线,问”面积是否仍存在定值”;把面积 换成 或 的余弦,结论形态会随之变化 —— 都可用同一套”化单参 + 比较系数”处理。
方法推广: “设参数 → 表出目标量 → 令与参数无关 → 比较系数”,可迁移到一切”定值 / 定点 / 恒成立”型解析几何问题。
🔗【关联脉络】
Multi column