本题导读

本题考查定义法)。核心在于坐标运算法、联立方程组法的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2019年全国卷II(理))已知点 ,,动点 满足直线 与 的斜率之积为 。记 的轨迹为曲线 。

(1)求 的方程,并说明 是什么曲线;

(2)过坐标原点的直线交 于 两点,点 在第一象限, 轴,垂足为 ,连结 并延长交 于点 。

(i) 证明: 是直角三角形;

(ii) 求 面积的最大值。

🔍【思路分析】

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  1. 第一问(轨迹方程):
  • 设 ,根据斜率公式写出 和 。

  • 利用已知乘积 建立方程,化简后得到标准方程。

  • 易错点:由于斜率存在,必须排除 的点。

  1. 第二问 (i)(直角三角形证明):
  • 设线求点:设直线 ()。联立椭圆方程求出 的坐标。

  • 定点 E:根据 的坐标写出 。

  • 线 QE 与点 G:求出直线 的斜率和方程,再次联立椭圆方程,利用韦达定理求出 的坐标。

  • 斜率判定:计算 与 的乘积,若为 则垂直。

  1. 第二问 (ii)(面积最值):
  • 利用弦长公式 和 (或利用直角三角形面积公式 )写出面积 关于 的函数表达式。
  • 求导数并判定单调性,寻找 的最大值点。

✅【答案】

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(1) 的方程为 (),是椭圆(不含左右顶点)。

(2)(i)证明见解析;(ii)面积的最大值为 。

✍【详细解析】

Abstract

【解析过程】

(1)解: 设 ,由题意知: (), ()。 由 得: 整理得:。 化为标准方程: ()。 曲线 是以原点为中心,焦点在 轴上的椭圆(不含左右顶点)。

(2)证明与计算: (i) 证明: 设直线 (),椭圆方程 。 联立方程解得:。 由于 在第一象限,故 ,。 则 点坐标为 。 直线 的斜率 。 直线 的方程为 。 联立椭圆方程,利用韦达定理(此处省略繁琐计算过程,详见原题解析),求得点 。 计算 。 ,。 故 是直角三角形。

(ii) 面积最大值: 根据直角三角形面积公式,。 由坐标运算可得:。 设 (),则 或直接求导。 对 关于 求导: 。 令 ,由于 ,得 。

  • 当 时,, 递增;
  • 当 时,, 递减。 故当 时, 取得最大值。 。 面积的最大值为 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

轨迹方程的完整性: 轨迹题务必考虑分母不为零的情况。本题中 是必不可少的。 计算量的应对: 解析几何压轴题通常涉及复杂的代数运算。在联立方程和求交点时,利用韦达定理或点的坐标比例关系(如 )可以减少计算错误。 导数辅助最值: 面对复杂的非分式线性函数,求导是判定单调性和极值的“万能钥匙”。

📖【试题探源与推广】

Tip

在 Obsidian 笔记中,可以建立如下定值模型:

  1. 定点弦垂直:若 ,且 是长轴顶点,则轨迹是椭圆或双曲线。
  2. 斜率积为常数:这是高考椭圆题目中的高频背景,通常指向椭圆的参数性质。

🔗【关联脉络】

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