江蘇省蘇州市吳中區(qū)蘇苑中學 (215128) 蔣 艷 楊品方
在高中的數(shù)學解題中,有關三角形面積的題目尤其多,本文擬看看與解析幾何中曲線有關的三角形的面積問題.這類問題,除了能考查三角形面積的計算,還能考查曲線的性質,還能考查用代數(shù)運算來研究幾何圖形的思想,所以備受數(shù)學愛好者的青睞.本文略舉幾例來說說該類三角形面積問題的常用處理方法,供探討.
題型1轉化面積的比值為線段長度的比值
初中學習過“相似三角形”,有個知識點叫“面積比是相似比的平方”.由此可見,處理兩個三角形面積比值問題,不一定要計算面積,合理轉化就可以了,可以轉化到弦長.
圖1
(1)求橢圓的方程;
(2)過右焦點F2的直線l與橢圓交于A,C兩點,記ΔABF2,ΔBCF2的面積分別為S1,S2,若S1=2S2,求直線l的斜率.
分析:題中涉及的兩個三角形,如果分別選擇AF2,F2C作為底邊,那么它們的高是一致的,所以面積比就可以轉化為底邊的比值,不需要具體求面積.
點評:如果費盡辛苦先求得點B到直線AC的距離d作為三角形的高,計算時候還是要約分約掉的,沒有必要計算.
《解三角形》章節(jié)學到過已知“兩邊一夾角”求三角形面積的公式,在解幾運算中用起來也相當方便.
例2 如圖2,已知圓C:(x-a)2+(y-a)2=1(a>0)與直線y=3x相交于P,Q兩點,則當ΔCPQ的面積最大時,實數(shù)a的值為.
圖2
分析:等腰ΔCPQ的腰長是定值1,面積就僅僅受頂角所限制,寫出面積與頂角的關系式來尋求最大值.
題型3運用割補法轉化再求面積
初中學過,不規(guī)則圖形的面積,可以采用割補法來進行求解,我們發(fā)現(xiàn),在坐標系中的三角形,由于坐標軸的特殊位置,可以恰當分割來簡化運算.
圖3
(1)求橢圓C的方程;
分析:M是線段BP的三等分點,可以求得M的坐標.
(1)模擬酒配方。調整蔗糖含量為20 g/L,不添加乙醇和磷酸氫二銨,其余成分同1.3.1中擴培階段模擬酒。
點評:不難發(fā)現(xiàn),當三角形的一條邊在坐標軸上時,面積計算相對簡單點,可以把坐標軸上的邊作為底邊,另外一個點的橫(縱)坐標的絕對值就是三角形的高了.
補形與分割是相對的,鑒于“有邊在坐標軸上的三角形容易算面積”,我們可以把被坐標軸分割的三角形分割成兩個小三角形.
圖4
分析:ΔOAB被x軸分成上下兩塊ΔOFA和ΔOFB,而這兩個三角形,又是有邊在坐標軸上的,方便計算面積.
點評:在具體運算過程中,應培養(yǎng)敏銳的觀察能力,本題中右焦點(1,0),下頂點(0,-2),兩點的連線的斜率,就是已知條件中的2.同樣是消元,消去y得到x的方程,應該更容易計算.
題型4運用公式“底乘以高再除以2”
對于一般三角形,如果可以直接獲得底和高,那么我們就采用“底乘以高再除以2”來計算面積.
例5 如圖5,已知拋物線C:y2=4x的焦點為F,點D為其準線與x軸的交點,過點F的直線l與拋物線相交于A,B兩點,求ΔDAB的面積S的取值范圍.
圖5
分析:通過聯(lián)立方程,可以得到弦長AB,還可以得到點D到直線AB的距離,于是就有ΔDAB的面積了.
|y1-y2|,這時候需要把直線AB的方程寫成x=my+1再聯(lián)立方程,而計算|y1-y2|則是弦長AB的一小步,區(qū)別不大.
解析幾何中,涉及曲線的三角形的面積的計算,有時候不需要面積公式,可以轉化到線段長的計算;更多時候需要我們合理分析,選擇“兩邊一夾角”呢還是“底乘以高再除以2”呢,還是先進行必要的分割再行計算,需要我們分析與觀察并舉.