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求四边形面积最值。过圆锥曲线的焦点作两互相垂直的弦与曲线交于四点

发表于:2024-10-24 00:00:00浏览:8次 分类: 教育/科学-理工学科-数学
问题描述:过圆锥曲线的焦点作两互相垂直的弦与曲线交于四点A、B、、D,求四边形ABCD面积S的最值。
以圆锥曲线焦点F为极点,对称轴为极轴建立极坐标系, 且设弦A倾角为θ, 则与AC垂直且过F的弦BD的倾角为π/2+θ. 设四边形ABCD面积为S,则圆锥曲线为 ρ=ep/(1-ecosθ),所以 {ρ1=|AF|=ep/(1-ecosθ) {ρ2=|CF|=ep/(1-ecos(π+θ)) {ρ3=|BF|=ep/(1-ecos(π/2+θ)) {ρ4=|DF|=ep/(1-ecos((3π/2)+θ)) ∴S=(1/2)|AC|·|BD| =(1/2)(ρ1+ρ2)(ρ3+ρ4) =2(ep)^2/[1-e^2+(1/4)e^4(sin2θ)^2]. ⑴e≠1,(sin2θ)^2=0,即θ=0或π/2时, S|max=2(ep)^2/(1-e^2); (sin2θ)^2=1,即θ=π/4或3π/4时, S|min=2(ep)^2/[1-e^2+(1/4)e^4]=8(ep)^2/(e^2-2). ⑵当e=1时(此时曲线为抛物线), S=8p^2(csc2θ), 只有当(sin2θ)^2=1,即θ=π/4或3π/4时, S|min=8p^2, 无最大值S|max。

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