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1、第十九讲圆锥曲线中的最值和范围问题★★★高考在考什么【考题回放】1.已知双曲线(a>0,b>0)的右焦点为F,若过点F且倾斜角为60°的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,则此双曲线离心率的取值范围是(C)A.(1,2)B.(1,2)C.D.(2,+∞)2.P是双曲线的右支上一点,M、N分别是圆(x+5)2+y2=4和(x-5)2+y2=1上的点,则
2、PM
3、-
4、PN
5、的最大值为(D)A.6B.7C.8D.93.抛物线y=-x2上的点到直线4x+3y-8=0距离的最小值是(A)A.B.C.D.4.已知双曲线
6、的左、右焦点分别为F1、F2,点P在双曲线的右支上,且
7、PF1
8、=4
9、PF2
10、,则此双曲线的离心率e的最大值为:(B)(A)(B)(C)(D)5.已知抛物线y2=4x,过点P(4,0)的直线与抛物线相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则y12+y22的最小值是32.6.对于抛物线y2=4x上任意一点Q,点P(a,0)都满足
11、PQ
12、≥
13、a
14、,则a的取值范围是(B)(A)(-∞,0)(B)(-∞,2(C)[0,2](D)(0,2)★★★高考要考什么【热点透析】与圆锥曲线有关的最值和范围问题的讨论常用
15、以下方法解决:(1)结合定义利用图形中几何量之间的大小关系;(2)不等式(组)求解法:利用题意结合图形(如点在曲线内等)列出所讨论的参数适合的不等式(组),通过解不等式组得出参数的变化范围;(3)函数值域求解法:把所讨论的参数作为一个函数、一个适当的参数作为自变量来表示这个函数,通过讨论函数的值域来求参数的变化范围。(4)利用代数基本不等式。代数基本不等式的应用,往往需要创造条件,并进行巧妙的构思;(5)结合参数方程,利用三角函数的有界性。直线、圆或椭圆的参数方程,它们的一个共同特点是均含有三角式。因此,
16、它们的应用价值在于:①通过参数θ简明地表示曲线上点的坐标;②利用三角函数的有界性及其变形公式来帮助求解诸如最值、范围等问题;(6)构造一个二次方程,利用判别式D³0。★★★突破重难点【例1】已知点M(-2,0),N(2,0),动点P满足条件.记动点的轨迹为W.(Ⅰ)求W的方程;(Ⅱ)若A,B是W上的不同两点,O是坐标原点,求的最小值.解:(Ⅰ)依题意,点P的轨迹是以M,N为焦点的双曲线的右支,所求方程为:(x>0)(Ⅱ)当直线AB的斜率不存在时,设直线AB的方程为x=x0,此时A(x0,),B(x0,-)
17、,=2当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=kx+b,代入双曲线方程中,得:(1-k2)x2-2kbx-b2-2=0依题意可知方程1°有两个不相等的正数根,设A(x1,y1),B(x2,y2),则解得
18、k
19、>1,又=x1x2+y1y2=x1x2+(kx1+b)(kx2+b)=(1+k2)x1x2+kb(x1+x2)+b2=>2综上可知的最小值为2【例2】给定点A(-2,2),已知B是椭圆上的动点,F是右焦点,当取得最小值时,试求B点的坐标。解:因为椭圆的,所以,而为动点B到左准线的距离。故本题可化
20、为,在椭圆上求一点B,使得它到A点和左准线的距离之和最小,过点B作l的垂线,垂点为N,过A作此准线的垂线,垂点为M,由椭圆定义于是为定值其中,当且仅当B点AM与椭圆的定点时等点成立,此时B为所以,当取得最小值时,B点坐标为【例3】已知P点在圆x2+(y-2)2=1上移动,Q点在椭圆上移动,试求
21、PQ
22、的最大值。解:故先让Q点在椭圆上固定,显然当PQ通过圆心O1时
23、PQ
24、最大,因此要求
25、PQ
26、的最大值,只要求
27、O1Q
28、的最大值.设Q(x,y),则
29、O1Q
30、2=x2+(y-4)2①因Q在椭圆上,则x2=9(1
31、-y2)②将②代入①得
32、O1Q
33、2=9(1-y2)+(y-4)2因为Q在椭圆上移动,所以-1£y£1,故当时,此时【点睛】1.与圆有关的最值问题往往与圆心有关;2.函数法是我们探求解析几何最值问题的首选方法,其中所涉及到的函数最常见的有二次函数等,值得注意的是函数自变量取值范围的考察不能被忽视。【例4】已知椭圆的一个焦点为F1(0,-2),对应的准线方程为,且离心率e满足:成等差数列。(1)求椭圆方程;(2)是否存在直线l,使l与椭圆交于不同的两点M、N,且线段MN恰被直线平分,若存在,求出l的倾斜角的范
34、围;若不存在,请说明理由。(1)解:依题意e,∴a=3,c=2,b=1,又F1(0,-2),对应的准线方程为∴椭圆中心在原点,所求方程为(2)假设存在直线l,依题意l交椭圆所得弦MN被平分∴直线l的斜率存在。设直线l:y=kx+m由消去y,整理得(k2+9)x2+2kmx+m2-9=0∵l与椭圆交于不同的两点M、N,∴Δ=4k2m2-4(k2+9)(m2-9)>0即m2-k2-9<0①设M(x1,y1),N(x2,y2)②把②