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2008年高考数学真题, 椭圆综合题, 学霸应拿满分

大家好!本文和大家分享一道2008年高考数学真题。这是当年全国2卷理科数学的第21题,也就是倒数第二道解答题。这道题考查了椭圆的标准方程、直线方程、直线与椭圆的位置关系、三角形面积公式以及基本不等式等知识。整体来说,这道题的难度不大,对于学霸,这道题应该是要求拿满分的。

先看第一小问:求k的值。

由于椭圆的两个顶点是A(2,0)、B(0,1),所以a=2,b=1,即椭圆的标准方程为x^2/4+y^2=1。

为了方便分析,我们先画出图形,见下图:

由于k>0,且根据两向量的关系可知,点E、F分别在第三象限和第一象限。设D(x0,y0)、E(x1,kx1)、F(x2,kx2),那么有x1<0<x2。于是联立椭圆与直线AB的方程,消去y,就可以解出x1、x2的值。

接下来对两向量的处理是关键,很多同学看到这个关系后就将两向量坐标表示出来,然后再找关系,或者直接用平行向量的坐标表示来解题。这样做是没有问题,但是计算就复杂了,其实对这两个向量的处理我们只需要找其横坐标的关系就行了,这样就简化了计算。

又由于点D在直线AB上,所以其横纵坐标满足直线方程,这样就可以再得到一个关系,从而解出k的值。

再看第二小问:求四边形AEBF面积的最大值。

由于四边形AEBF是不规则四边形,所以我们可以采取分割的方法求解,下面分享两种解法。

解法一:

根据题意可知,线段AB的长度是固定不变的,所以我们可以从AB将四边形分割成两个三角形ABE和ABF,而求这两个三角形面积时,又可以AB为底,高就是点E、F到直线AB的距离,于是用点到直线的距离公式就可以求出高。

求出的高含有x1、x2,利用第一小问解出的x1、x2就可以变成只含有k的表达式。然后将两个三角形的面积相加就得到了所求四边形的面积S,即S=(2k+1)/√(4k^2+1)。接下来只需要求出S的最大值即可。

求S的最大值,可以用基本不等式,也可以用导数。用基本不等式计算更简单,但变形是关键。用导数,计算更复杂,但不需要变形。

解法二:

由题意知,|BO|=1,|AO|=2,所以我们也可以将四边形AEBF分割成以BO、AO为边的四个小三角形,即△AOE、△AOF、△BOE、△BOF。前面两个小三角形的面积可以AO为底,以点E、F的纵坐标的绝对值为高计算,后面两个小三角形的面积可以BO为底,点E、F的横坐标的绝对值为高计算。然后再用基本不等式就可以求出S的最大值了。

这道题的难度不算大,对学霸来说拿满分并不是难事。你觉得呢?

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