当前位置:
文档之家› 高考数学 常见题型 圆锥曲线中的最值与范围
高考数学 常见题型 圆锥曲线中的最值与范围
由y=yx11x, y=x-2,
解得点M的横坐标为xM=
x12-x1y1=
2x1 x1-x412
=4-8 x1. 同理,点N的横坐标xN=4-8 x2. 所以|MN|= 2|xM-xN|= 2|4-8 x1-4-8 x2|
=8
2|x1x2-4x1x-1+x2x2+16|=8
2 k2+1 |4k-3| .
最小值等于直线x+y+5=0与x+y+
1 2
=0间的距离,即等于Leabharlann |5-12|=9 24
2 .
【答案】
92 4
例2 (2013·浙江文)已知抛物线C的顶点为O(0,0),焦点 为F(0,1).
(1)求抛物线C的方程; (2)过点F作直线交抛物线C于A,B两点,若直线AO,BO 分别交直线l:y=x-2于M,N两点,求|MN|的最小值.
【解析】 (1)由题意可设抛物线C的方程为x2= 2py(p>0),则p2=1,所以抛物线C的方程为x2=4y.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方程为y=kx+1. 由yx=2=k4xy+,1, 消去y,整理,得x2-4kx-4=0. 所以x1+x2=4k,x1x2=-4. 从而|x1-x2|=4 k2+1.
36,短轴一个端点到右焦点的距离为 3. (1)求椭圆C的方程; (2)设存在斜率的直线l与椭圆C交于A,B两点,坐标原
点O到直线l的距离为 23,求△AOB面积的最大值.
【解析】 (1)设椭圆的半焦距为c,依题意ac= 36, a= 3,
∴b=1,∴所求椭圆方程为x32+y2=1. (2)设A(x1,y1),B(x2,y2)①当AB⊥x轴时,|AB|= 3. 当AB与x轴不垂直时,设直线AB的方程为y=kx+m. 由已知 1|m+| k2= 23,得m2=34(k2+1).
圆锥曲线中的最值与范围
题型一 最值问题 例1 已知P为抛物线y=14x2上的动点,点P在x轴上的射 影为M,点A的坐标是(2,0),则|PA|+|PM|的最小值是 ________.
【解析】
如图,抛物线y=
1 4
x2,即x2=4y的焦点为
F(0,1),记点P在抛物线的准线l:y=-1上的投影为P′,根
=3+9k2+12k12+6(k≠0)
≤3+2×132+6=4.
当且仅当9k2=k12,即k=± 33时等号成立. 当k=0时,|AB|= 3,综上所述|AB|max=2. ∴当|AB|最大时,△AOB面积取最大值
S=12×|AB|max×
23=
3 2.
题型二 范围问题
例3 (2015·福建福州质检)如图所示,直线y=m与抛物线 y2=4x交于点A,与圆(x-1)2+y2=4的实线部分交于点B,F为 抛物线的焦点,则△ABF的周长的取值范围是________.
令4k-3=t,t≠0,则k=t+4 3.
当t>0时,|MN|=2 2· 2t25+6t +1>2 2;
当t<0时,|MN|=2 2· 5t +352+1265≥85 2. 综上所述,当t=- 235 ,即k=- 43 时,|MN|的最小值是 85
2.
对点训练 椭圆C:ax22+by22=1(a>b>0)的离心率为
∴13<1-e<12,解得12<e<23.
【答案】 (12,23)
例4 已知点G是△ABC的重心,A(0,-1),B(0,1),在 x轴上有一点M,满足|M→A|=|M→C|,G→M=λA→B(λ∈R).
(1)求点C的轨迹方程; (2)若斜率为k的直线l与点C的轨迹交于不同两点P,Q, 且满足|A→P|=|A→Q|,试求k的取值范围.
【解析】 由抛物线和圆的对称性知,当A,B重合时, 三角形ABF的周长达到最小值的极限,此时,值为4;当A为 抛物线的顶点,B在x轴上时,三角形ABF的周长达到最大值 的极限,此时,值为6.故△ABF的周长的取值范围是(4,6).
【答案】 (4,6)
点评:求范围时注意椭圆、双曲线、抛物线的有界性, 还要注意判别式对范围的影响.
把y=kx+m代入椭圆方程,整理,得(3k2+1)x2+6kmx +3m2-3=0.
∴x1+x2=3-k26+km1,x1x2=33mk22+-11. ∴|AB|2=(1+k2)(x2-x1)2 =(1+k2)33k62k+2m122-123km2+2-11 =12k2+13k23+k21+21-m2=3k2+3k12+91k22+1 =3+9k4+126kk22+1
对点训练 过椭圆C:ax22+by22=1(a>b>0)的左顶点A
且斜率为k的直线交椭圆C于另一个点B,且点B在x轴上的射
影恰好为右焦点F,若
1 3
<k<
1 2
,则椭圆离心率的取值范围为
________.
【解析】 由题意知:B(c,ba2), b2
∴k=c+a a=a-a c=1-e.又13<k<12,
【解析】 (1)设C(x,y),则G(3x,3y). 因为G→M=λA→B(λ∈R),所以GM∥AB. 又M是x轴上一点,则M(3x,0). 又|M→A|=|M→C|, 所以 3x2+0+12= 3x-x2+y2, 整理得x32+y2=1(x≠0),此即为点C的轨迹方程.
据抛物线的定义知,|PP′|=|PF|,则|PP′|+|PA|=|PF|+
|PA|≥|AF|= 22+-12 = 5 .所以(|PA|+|PM|)min=(|PA|+
|PP′|-1)min= 5-1.
【答案】 5-1
点评:圆锥曲线中最值的求法有两种: (1)几何法:若题目的条件和结论能明显体现几何特征及 意义,则考虑利用图形性质来解决,这就是几何法. (2) 代 数 法 : 若 题 目 的 条 件 和 结 论 能 体 现 一 种 明 确 的 函 数,则可首先建立起目标函数,再求这个函数的最值,求函 数最值的常用方法有配方法、判别式法、重要不等式法及函 数的单调性法等.
对点训练 已知点P在直线x+y+5=0上,点Q在抛
物线y2=2x上,则|PQ|的最小值等于________.
【解析】 设与直线x+y+5=0平行且与抛物线y2=2x
相切的直线方程是x+y+m=0,则由
x+y+m=0, y2=2x,
消去
x,得y2+2y+2m=0.令Δ=4-8m=0,得m=
1 2
,因此|PQ|的