孟慶林
圓錐曲線的焦點(diǎn)三角形面積問(wèn)題比較常見(jiàn),這類(lèi)題目常以選擇題、填空題、解答題的形式出現(xiàn). 圓錐曲線主要包括拋物線、橢圓、雙曲線,每一種曲線的焦點(diǎn)三角形面積公式也有所不同,其適用情形和應(yīng)用方法均不相同.在本文中,筆者對(duì)圓錐曲線的焦點(diǎn)三角形面積公式及其應(yīng)用技巧進(jìn)行了歸納總結(jié),希望對(duì)讀者有所幫助.
1.橢圓的焦點(diǎn)三角形面積公式:
若已知橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程、短軸長(zhǎng)、兩焦點(diǎn)弦的夾角,則可運(yùn)用橢圓的焦點(diǎn)三角形面積公式 SΔPF1F2=b2 tan θ2 來(lái)求橢圓的焦點(diǎn)三角形面積.
例1(. 2021年數(shù)學(xué)高考全國(guó)甲卷理科)已知F1,F(xiàn)2是橢圓C:x216 + y24 = 1 的兩個(gè)焦點(diǎn),P,Q為橢圓C上關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn),且 |PQ| = |F | 1F2 ,則四邊形PF1QF2 的面積為_(kāi)_______.
解析:若采用常規(guī)方法解答本題,需根據(jù)橢圓的對(duì)稱性、定義以及矩形的性質(zhì)來(lái)建立關(guān)于 |PF | 1 、|PF | 2的方程,通過(guò)解方程求得四邊形 PF1QF2 的面積.而仔細(xì)分析題意可發(fā)現(xiàn)四邊形 PF1QF2 是一個(gè)矩形,且該矩形由兩個(gè)焦點(diǎn)三角形構(gòu)成,可利用橢圓的焦點(diǎn)三角形面積公式求解.
解:
利用橢圓的焦點(diǎn)三角形面積公式,能有效地簡(jiǎn)化解題的過(guò)程,有助于我們快速求得問(wèn)題的答案.
例 2.
若已知雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程、虛軸長(zhǎng)、兩焦點(diǎn)弦的夾角、兩焦點(diǎn)弦的夾角的一半,則可運(yùn)用雙曲線的焦點(diǎn)三角形面積公式 SΔPF1F2= b2tan θ2來(lái)求橢圓的焦點(diǎn)三角形的面積.
例 3.
解析:若采用常規(guī)方法,則需根據(jù)雙曲線的幾何性質(zhì)、定義以及勾股定理來(lái)求解,解題的過(guò)程較為繁瑣.由題意可知雙曲線的焦點(diǎn)三角形為直角三角形,且已知雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,那么可運(yùn)用雙曲線的焦點(diǎn)三角形面積公式進(jìn)行求解.
解:
例 4.
由于已知?∠F1PF2 和?ΔF1PF2 的面積,所以可直接運(yùn)用雙曲線的焦點(diǎn)三角形面積公式進(jìn)行求解.運(yùn)用該方法解題的運(yùn)算量較小.
3.拋物線的焦點(diǎn)三角形面積公式:
若傾斜角為θ的直線過(guò)拋物線的焦點(diǎn) F,且與拋物線交于A、B兩點(diǎn),則三角形AOB的面積為:SΔAOB =p22 sin θ .對(duì)該公式進(jìn)行證明的過(guò)程如下:
只要知道拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程、p的值、焦點(diǎn)弦之間的夾角,就可直接運(yùn)用拋物線的焦點(diǎn)三角形面積公式進(jìn)行求解.
解析:本題側(cè)重于考查圓錐曲線中的弦長(zhǎng)公式、直線與拋物線的位置關(guān)系.如果我們按常規(guī)思路來(lái)求解,運(yùn)算量較大.由于 F 為焦點(diǎn),與A、B可構(gòu)成焦點(diǎn)三角形,所以可考慮利用拋物線的焦點(diǎn)三角形面積公式來(lái)解題.
總而言之,圓錐曲線的焦點(diǎn)三角形面積公式較為簡(jiǎn)單,應(yīng)用起來(lái)比較方便.在解答圓錐曲線的焦點(diǎn)三角形面積問(wèn)題、焦點(diǎn)弦、焦點(diǎn)弦之間的夾角問(wèn)題時(shí),靈活運(yùn)用橢圓、雙曲線、拋物線的焦點(diǎn)三角形面積公式,能減少運(yùn)算量,簡(jiǎn)化解題的過(guò)程,從而提升解題的效率.
(作者單位:安徽省亳州市渦陽(yáng)縣渦陽(yáng)三中)