本题导读

本题是解析几何综合大题,考查点关于直线对称的性质。第一问通过中点在对称轴上及斜率关系确定参数 范围;第二问通过构造三角形面积函数,结合基本不等式求解最值。

📌【题干】

Question

(2015年浙江卷(理)) (2015·浙江) 已知椭圆 上两个不同的点 关于直线 对称.

(1) 求实数 的取值范围;

(2) 求 面积的最大值( 为坐标原点).

🔍【思路分析】

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  1. 第一问思路:
    • 设直线方程:由于 关于直线 对称,直线 必与 垂直,设直线 的方程为 。
    • 联立方程:将直线 与椭圆方程联立,利用韦达定理表示中点 。
    • 建立约束:利用中点 在直线 上建立 与 的关系。同时,由于 是椭圆上不同的两点,判别式 必须成立,由此解出 的范围。
  2. 第二问思路:
    • 面积表达:直线 与 轴交于点 ,利用割补法或面积公式 表达面积。
    • 函数化简:将 代换为 的表达式,构造关于 的函数。
    • 求最值:利用基本不等式(均值不等式)求解面积函数的最大值。

✅【答案】

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(1)

(2) 最大值为

✍【详细解析】

Abstract

(1) 求 的取值范围 设直线 的方程为 ,代入椭圆方程 得: 。 设 ,则由 得: ①。 设线段 的中点为 ,则: ,。 由于点 在直线 上,代入得: 。 代入 ① 式:。 解得 。 所以 的取值范围是 。

(2) 求 面积的最大值 直线 与 轴的交点坐标为 。 。 将 代入: 。 令 (),则 。 设 (),则 。 当 即 时, 取得最大值 。 此时 。

答案:(1) ;(2) 最大值为 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 核心技巧:对称问题的转化。点 关于直线 对称 直线 且线段 中点在 上。
  • 核心方法:换元法求最值。在复杂的代数式中,通过 的连续换元,将目标函数转化为二次函数求最值。
  • 避坑指南:第一问的判别式 往往是决定参数范围的关键,容易被忽略。

📖【试题探源与推广】

Tip

*结论推广: 若点 在椭圆 上关于直线 对称,则 必须满足 的变形约束。 *方法推广: 求解 面积,当直线不过原点时,使用 往往比点到直线距离公式更简便。

  • 相关知识点:点到直线距离公式、二次函数最值。

🔗【关联脉络】

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