已知椭圆E:x2y21O为坐标原点A、B是椭圆E上两点且
42
△AOB的面积为
2
则
1OA
1OB
的最小值是
解法一(利用椭圆参数方程)
设A2cos2si
B2cos2si
因为SAOB
2
所以
SAOB
12
x1y2
x2y1
2
即2cossi
si
cos2
si
1cos0kkZ
2
OA2OB24cos22si
24cos22si
26
2
2
下面求11的最小值有如下方法:
OAOB
①均值不等式
OAOBOA2OB23
2
112
1223
OAOBOAOB33
②平方平均大于等于调和平均
a2b2211
2
11ab
ab
2
a2b22
11
2
223
OAOBOA2OB233
2
③权方和不等式
3
3
3
11OAOB
12
1
OA22
12
1
OB22
112
1
OA2OB22
2
26
23
3
当且仅当OAOB3时等号成立
1OA
1OB
mi
233
④权方和不等式柯西不等式
1
f11
4
4
4
2
3
OAOBOAOB2OA2OB2123
点评本解法利用椭圆的参数方程得到了一个很重要的中间结论:si
1一般地有如下结论:
若
Ax1
y1
Bx2
y2
为椭圆
E
x2a2
y2b2
1ab0上的动点
且
满足
SAOB
ab2
则有:
(1)x12x22a2y12y22b2;
(2)kOA
kOB
b2a2
解法二:(利用柯西不等式)
设
Ax1
y1
Bx2
y2由SAOB
12
x1y2
x2y1
2得
8x1y2x2y12x12x22y12y2282y12y22y12y22
(当且仅当x1x2y1y20时等号成立)
y12y22220y12y222
又x122y124x222y224则x122y12x222y228x12x224
进而x12x22y12y226
11
2
223
OAOBOA2OB233
2
当且仅当OAOB3时11取得最小值23
OAOB
3
点评本解法利用柯西不等式实现等与不等的相互转化相当精彩!
解法三:(利用仿射变换椭圆变圆)
设伸缩变换
x
2
x
则x2y21
y2y
在该变换下Ax1y1Bx2y2的对应点分别为Ax1y1Bx2y2
而SAOB
12
x1y2
x2y1
SAOB
12
x1y2
x2y1
2x1y2x2y1
所以SAOB22SAOB
2
SAOB
12
OA
OB
2
fx2y1y2x1x22y12y22x12
OA2OB24x122y124x222y226x12y126
3
3
3
11OAOB
12
1
OA22
12
1
OB22
112
1
OA2OB22
2
26
23
3
当且仅当OAOB3时11取得最小值23
OAOB
3
点评本解法利用仿射变换椭圆变圆关键是发现OAOB游数玩形妙在转化!
解法四:(齐次化)
由
SAOB
12
x1y2
x2y1
2及x122y124x222y224
得2x1y2x2y12r