
?專題9 利用函數(shù)思想求圓錐曲線中的最值與范圍問(wèn)題
一、考情分析
與圓錐曲線有關(guān)的范圍、最值問(wèn)題,在高考中常以解答題形式考查,且難度較大,它能綜合應(yīng)用函數(shù)、三角、不等式等有關(guān)知識(shí),因而備受命題者青睞.解題時(shí)要緊緊抓住圓錐曲線的定義與性質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化,充分展現(xiàn)數(shù)形結(jié)合、函數(shù)與方程、化歸轉(zhuǎn)化等數(shù)學(xué)思想在解題中的應(yīng)用,其中把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為函數(shù)求最值與值域是最常用的方法之一.
二、解題秘籍
(一) 利用函數(shù)思想最值與范圍問(wèn)題求解方法與策略
1.解決圓錐曲線中的取值范圍問(wèn)題應(yīng)考慮的五個(gè)方面
(1)利用圓錐曲線的幾何性質(zhì)或判別式構(gòu)造不等關(guān)系,從而確定參數(shù)的取值范圍;
(2)利用已知參數(shù)的范圍,求新參數(shù)的范圍,解這類問(wèn)題的核心是建立兩個(gè)參數(shù)之間的等量關(guān)系;
(3)利用隱含的不等關(guān)系建立不等式,從而求出參數(shù)的取值范圍;
(4)利用已知的不等關(guān)系構(gòu)造不等式,從而求出參數(shù)的取值范圍;
(5)利用求函數(shù)的值域的方法將待求量表示為其他變量的函數(shù),求其值域,從而確定參數(shù)的取值范圍.
2.利用函數(shù)思想求圓錐曲線中的最值或范圍,首先要把待求量用某個(gè)(些)量來(lái)表示,然后把待求量看作關(guān)于這個(gè)量的函數(shù),再結(jié)合函數(shù)性質(zhì)求最值與范圍,其中利用二次函數(shù)配方求最值是最常用的方法,有時(shí)也可利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性求最值.
【例1】(2023屆四川省成都市高三上學(xué)期10月月考)已知點(diǎn)是拋物線與橢圓的公共焦點(diǎn),橢圓上的點(diǎn)到點(diǎn)的最大距離為3.
(1)求橢圓的方程;
(2)過(guò)點(diǎn)作的兩條切線,記切點(diǎn)分別為,求面積的最大值.
【解析】(1)拋物線的焦點(diǎn)為,即,
橢圓上的點(diǎn)到點(diǎn)的最大距離為,所以,,
所以橢圓方程為.
(2)拋物線的方程為,即,
對(duì)該函數(shù)求導(dǎo)得,
設(shè)點(diǎn),,,
直線的方程為,
即,即,
同理可知,直線的方程為,
由于點(diǎn)為這兩條直線的公共點(diǎn),則,
所以點(diǎn),的坐標(biāo)滿足方程,
所以直線的方程為,
聯(lián)立,可得,
由韋達(dá)定理可得,,
所以,
點(diǎn)到直線的距離為,
所以,
因?yàn)?
由已知可得,
所以當(dāng)時(shí),面積的最大值為.
【例2】(2023屆新高考高中畢業(yè)班“啟航”適應(yīng)性練習(xí))在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知拋物線M:.P,Q,R為M上相異的三點(diǎn),且,與負(fù)半軸交于點(diǎn)A,RQ,PQ分別與正半軸交于點(diǎn)B,C,記點(diǎn).
(1)證明:;
(2)若B為M的焦點(diǎn),當(dāng)最大時(shí),求的值.
【解析】(1)證明:因?yàn)?所以直線OP和OQ斜率之積為-1,
設(shè)PQ:,且,,
聯(lián)立,得,且恒成立,
所以,,
記直線OP、OQ的斜率分別為,,
所以,即,所以,
設(shè):,且,
聯(lián)立,得,且恒成立,
得,
同理設(shè):,得,
所以,
即;
(2)因?yàn)锽為M的焦點(diǎn),所以,且,,
,
又,不妨設(shè),,
則,
記,,則,
,
令,則,且在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
且在上單調(diào)遞增,所以當(dāng),
即時(shí),最大,最大.
(二) 利用距離公式把距離問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)求最值
與距離或線段長(zhǎng)度有關(guān)的最值與范圍問(wèn)題通常是把相關(guān)距離或線段長(zhǎng)度利用距離公式表示成一個(gè)變量的函數(shù),若被開(kāi)放式為二次函數(shù)類型,可通過(guò)配方求最值與范圍.
【例3】(2023屆湖北省騰云聯(lián)盟高三上學(xué)期10月聯(lián)考)已知橢圓經(jīng)過(guò)點(diǎn),且離心率為.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)過(guò)點(diǎn)的直線與橢圓交于,兩點(diǎn),設(shè)坐標(biāo)原點(diǎn)為,線段的中點(diǎn)為,求的最大值.
【解析】(1)橢圓經(jīng)過(guò)點(diǎn),其離心率為.
,,,,
故橢圓的方程為:;
(2)當(dāng)直線斜率不存在時(shí),M與O重合,不合題意,
當(dāng)直線斜率存在時(shí),設(shè),,,
則有,,直線的斜率為,
,兩點(diǎn)在橢圓上,有,,
兩式相減,,即,
得,化簡(jiǎn)得,
,∴當(dāng)時(shí),
的最大值為
(三)把面積問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)最值問(wèn)題
該類問(wèn)題求解的基本思路通常是把面積用另一個(gè)量(如點(diǎn)的橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo),直線的斜率等),把求面積最值與范圍問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求函數(shù)最值或值域,若函數(shù)式可轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)類型,可利用二次函數(shù)性質(zhì)求最值.
【例4】已知橢圓經(jīng)過(guò)點(diǎn),其右焦點(diǎn)為.
(1)求橢圓的離心率;
(2)若點(diǎn)在橢圓上,右頂點(diǎn)為,且滿足直線與的斜率之積為.求面積的最大值.
【解析】(1)依題可得,,解得,
所以橢圓的方程為.
所以離心率.
(2)易知直線與的斜率同號(hào),所以直線不垂直于軸,
故可設(shè),
由可得,,
所以,
,而,即,
化簡(jiǎn)可得,
,
化簡(jiǎn)得,
所以或,
所以直線或,
因?yàn)橹本€不經(jīng)過(guò)點(diǎn),
所以直線經(jīng)過(guò)定點(diǎn).
設(shè)定點(diǎn)
,
因?yàn)?所以,
設(shè),
所以,
當(dāng)且僅當(dāng)即時(shí)取等號(hào),即面積的最大值為.
(四) 與斜率有關(guān)的最值與范圍問(wèn)題
與斜率有關(guān)的最值與范圍問(wèn)題的思路一是設(shè)出動(dòng)點(diǎn).是利用斜率定義表示出斜率,然后利用函數(shù)知識(shí)求解,二是設(shè)出直線的點(diǎn)斜式或斜截式方程,利用根與系數(shù)之間的關(guān)系或題中條件整理關(guān)于斜率的等式,再利用函數(shù)思想求解.
【例5】已知橢圓,過(guò)點(diǎn)作橢圓的兩條切線,且兩切線垂直.
(1)求;
(2)已知點(diǎn),若存在過(guò)點(diǎn)的直線與橢圓交于,且以為直徑的圓過(guò)點(diǎn)(不與重合),求直線斜率的取值范圍.
【解析】(1)由題可知,切線斜率存在,則設(shè)切線,
聯(lián)立得,即,
相切得:,即,所以
由兩切線垂直得:
(2)由(1)得,橢圓方程為
由題可知,直線的斜率存在,設(shè),聯(lián)立得
設(shè),由韋達(dá)定理得:
由題意為直徑的圓過(guò)點(diǎn),①
又
代入①式得:
或(舍去),所以過(guò)定點(diǎn),
,隨的增大而增大,
,
即直線斜率范圍
(五)通過(guò)換元把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)問(wèn)題
該類問(wèn)題通常是所得結(jié)果比較復(fù)雜,通過(guò)換元把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)求解.
【例6】已知橢圓C:的離心率為,,分別為橢圓C的左、右焦點(diǎn),過(guò)且與x軸垂直的直線與橢圓C交于點(diǎn)A,B,且的面積為.
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)直線l與橢圓C交于不同于右頂點(diǎn)P的M,N兩點(diǎn),且,求的最大值.
【解析】(1)因?yàn)闄E圓C的離心率為,所以①.
將代入,得,
所以,
則,即②.
由①②及,得,,
故橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)由題意知,直線l的斜率不為0,則不妨設(shè)直線l的方程為.
聯(lián)立得消去x得,
,化簡(jiǎn)整理,得.
設(shè),,則,.
因?yàn)?所以.
因?yàn)?所以,,
得,
將,代入上式,得,
得,
解得或(舍去),
所以直線l的方程為,則直線l恒過(guò)點(diǎn),
所以.
設(shè),則,,
易知在上單調(diào)遞增,
所以當(dāng)時(shí),取得最大值,為.
又,
所以.
(六) 把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為函數(shù)問(wèn)題后再借助導(dǎo)數(shù)求最值或范圍
該類問(wèn)題通常是所得函數(shù)為分式函數(shù)或高次函數(shù),又不具備使用均值不等式的條件,只能借助導(dǎo)數(shù)求最值或范圍.
【例7】(2023屆云南省昆明市第一中學(xué)高三上學(xué)期第二次檢測(cè))已知橢圓四個(gè)頂點(diǎn)的四邊形為菱形,它的邊長(zhǎng)為,面積為,過(guò)橢圓左焦點(diǎn)與橢圓C相交于M,N兩點(diǎn)(M,N兩點(diǎn)不在x軸上),直線l的方程為:,過(guò)點(diǎn)M作垂直于直線l交于點(diǎn)E.
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),求面積的最大值.
【解析】(1)由題意可得:,解得
橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為
(2)由(1)可得:,即
由題意可設(shè)直線,則
聯(lián)立方程,消去x可得:
∴,則
∴直線的斜率,則直線的方程為
令,則可得
即直線過(guò)定點(diǎn)
∴面積為
令,則
令,則當(dāng)時(shí)恒成立
∴在單調(diào)遞減,則,即
∴面積的最大值為
(七) 利用橢圓的參數(shù)方程把把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為三角函數(shù)求最值與范圍
此類問(wèn)題通常是把橢圓上的動(dòng)點(diǎn)設(shè)為,再利用輔助角公式及弦函數(shù)的有界性或單調(diào)性求最值與范圍.
【例8】已知橢圓過(guò)點(diǎn).
(1)求橢圓C的方程;
(2)在橢圓C的第四象限的圖象上有一個(gè)動(dòng)點(diǎn)M,連接動(dòng)點(diǎn)M與橢圓C的左頂點(diǎn)A與y的負(fù)半軸交于點(diǎn)E,連接動(dòng)點(diǎn)M與橢圓的上頂點(diǎn)B,與x的正半軸交于點(diǎn)F,記四邊形的面積為,的面積為,,求的取值范圍.
【解析】(1)依題意,得,
故C的方程為.
(2)依題意,,設(shè),則,
所以直線,令,
則.
直線,令.
則,
又易知,所以四邊形的面積
.
由題意可知的直線方程為,
再設(shè)橢圓的參數(shù)方程為為參數(shù),
則動(dòng)點(diǎn)M到直線的距離,,
化簡(jiǎn)得.
∵,
∴,
的面積,∴.
∵,∴,
即.
三、跟蹤檢測(cè)
1.(2023屆重慶市第八中學(xué)校高三上學(xué)期月考)已知雙曲線E:(,)一個(gè)頂點(diǎn)為,直線l過(guò)點(diǎn)交雙曲線右支于M,N兩點(diǎn),記,,的面積分別為S,,.當(dāng)l與x軸垂直時(shí),的值為.
(1)求雙曲線E的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若l交y軸于點(diǎn)P,,,求證:為定值;
(3)在(2)的條件下,若,當(dāng)時(shí),求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
【解析】(1)由題意得,,
則當(dāng)l與x軸垂直時(shí),不妨設(shè),
由,得,
將代入方程,得,解得,
所以雙曲線E的方程為.
(2)設(shè),,,
由與,得,
即,,將代入E的方程得:,
整理得:①,
同理由可得②.
由①②知,,是方程的兩個(gè)不等實(shí)根.
由韋達(dá)定理知,所以為定值.
(3)又,即,
整理得:,
又,不妨設(shè),則,
整理得,又,故,
而由(2)知,,故,
代入,
令,得,
由雙勾函數(shù)在上單調(diào)遞增,得,
所以m的取值范圍為.
.
2.(2023屆陜西省咸陽(yáng)市武功縣高三上學(xué)期質(zhì)量檢測(cè))已知橢圓:的左、右焦點(diǎn)分別為、,是橢圓上一動(dòng)點(diǎn),的最大面積為,.
(1)求橢圓的方程;
(2)若直線與橢圓交于、兩點(diǎn),、為橢圓上兩點(diǎn),且,求的最大值.
【解析】(1)設(shè)橢圓的半焦距為,,,
的最大面積為,,
,
,
橢圓的方程為;
(2)由題知,設(shè)直線的方程為,,,
聯(lián)立,消去并整理得:,
∴,得,
,,
∴,
設(shè),,
由復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性知:
在上單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,
∴當(dāng)時(shí),,
故.
3.已知橢圓的離心率為,其左焦點(diǎn)到點(diǎn)的距離為.
(1)求橢圓的方程;
(2)直線與橢圓相交于兩點(diǎn),求的面積關(guān)于的函數(shù)關(guān)系式,并求面積最大時(shí)直線的方程.
【解析】(1)由題意得:,且,
解得:,
所以,
所以橢圓方程為;
(2)聯(lián)立與橢圓方程可得:
,
由,解得:;
設(shè),
則,,
由弦長(zhǎng)公式可得:,
點(diǎn)到直線的距離為,
則的面積為,
其中,
令,,
則,
由于,所以,,
令得:,
令得:,
即在上單調(diào)遞增,
在上單調(diào)遞減,
所以在處取得極大值,也是最大值,
,
所以當(dāng)時(shí),面積取得最大值,此時(shí)直線的方程為.
4.如圖所示,、分別為橢圓的左、右頂點(diǎn),離心率為.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)過(guò)點(diǎn)作兩條互相垂直的直線,與橢圓交于,兩點(diǎn),求面積的最大值.
【解析】(1)由已知可得:,解得:,,
∴橢圓的方程為:.
(2)∵,
設(shè)的直線方程為:,,,
聯(lián)立方程:,
整理得:,
∴,,
∵,,
,
即,
,
,
,
整理得,解得或(舍去),
∴,
,
∴,
令,
則,
由對(duì)勾函數(shù)單調(diào)性知,,
所以,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),即時(shí)等號(hào)成立,
此時(shí)最大值為.
5.已知橢圓的離心率為,橢圓上一動(dòng)點(diǎn)與左?右焦點(diǎn)構(gòu)成的三角形面積最大值為.
(1)求橢圓的方程;
(2)設(shè)橢圓的左?右頂點(diǎn)分別為,直線交橢圓于兩點(diǎn),記直線的斜率為,直線的斜率為,已知.
①求證:直線恒過(guò)定點(diǎn);
②設(shè)和的面積分別為,求的最大值.
【解析】(1)由題意,解得,所以橢圓C的方程為.
(2)①依題意,設(shè),
若直線的斜率為0則P,Q關(guān)于y軸對(duì)稱,必有,不合題意.
所以直線斜率必不為0,設(shè)其方程為,
與橢圓C聯(lián)立,整理得:,
所以,且
因?yàn)槭菣E圓上一點(diǎn),即,
所以,則,即
因?yàn)?br />
,
所以,此時(shí),
故直線恒過(guò)x軸上一定點(diǎn).
②由①得:,
所以
,
而,當(dāng)時(shí)的最大值為.
6.(2023屆北京市第四中學(xué)高三上學(xué)期測(cè)試)已知中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在軸上的橢圓過(guò)點(diǎn),離心率為,點(diǎn)為其右頂點(diǎn).過(guò)點(diǎn)作直線與橢圓相交于、兩點(diǎn),直線、與直線分別交于點(diǎn)、.
(1)求橢圓的方程;
(2)求的取值范圍.
【解析】(1)由題意設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(),
由題意,得,解得,,
即橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)由(1)得,
設(shè),,,
聯(lián)立,得,
即,則,,
直線,的方程分別為,,
令,則,,
則,
,
所以
因?yàn)?所以,,
即的取值范圍為.
7.(2022屆上海市行知中學(xué)高三上學(xué)期考試)已知曲線上一動(dòng)點(diǎn)到兩定點(diǎn),的距離之和為,過(guò)點(diǎn)的直線與曲線相交于點(diǎn),.
(1)求曲線的方程;
(2)動(dòng)弦滿足:,求點(diǎn)的軌跡方程;
(3)求的取值范圍.
【解析】(1)因?yàn)閯?dòng)點(diǎn)到兩定點(diǎn),的距離之和為,
所以曲線是以,為焦點(diǎn)的橢圓,,,
所以,,所以曲線的方程為;
(2)因?yàn)?所以為中點(diǎn),設(shè),
當(dāng)?shù)男甭蚀嬖谇也粸?時(shí),將,代入橢圓方程中得:兩式相減得,故故得,
所以,所以,整理得;
當(dāng)?shù)男甭什淮嬖诨驗(yàn)?時(shí),或,出滿足;
所以點(diǎn)的軌跡方程是;
(3),
其中,,分別為點(diǎn)到直線:的距離,
因?yàn)辄c(diǎn)的軌跡方程為,設(shè),,
則可設(shè),
所以
,其中,
所以.
8.(2023屆河南省名校聯(lián)盟高三上學(xué)期9月聯(lián)考)已知橢圓的離心率為,左?右焦點(diǎn)分別為是橢圓上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn),.
(1)求橢圓C的方程;
(2)橢圓左頂點(diǎn)為A,上頂點(diǎn)為B,直線且交橢圓于P,Q,求的面積最大時(shí),l的方程.
【解析】(1)由題意得,
化簡(jiǎn)得,則.
根據(jù)對(duì)稱性得,故,即,
所以,
故橢圓C的方程為.
(2)由(1)得,設(shè),l的方程為,代入橢圓方程,
整理得,則,
,解得且.
故,
點(diǎn)到直線l的距離為,
則.
令,則.
當(dāng)t變化時(shí),的變化情況如下表:
t
+
-
+
-
比較與知,當(dāng)時(shí),面積取最大,
此時(shí),l的方程為.
9.已知一條動(dòng)直線,直線l過(guò)動(dòng)直線的定點(diǎn)P,且直線l與x軸、y軸的正半軸分別交于A,B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn).
(1)是否存在直線l滿足下列條件:①△AOB的周長(zhǎng)為12;②△AOB的面積為6.若存在,求出直線l的方程;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
(2)當(dāng)取得最小值時(shí),求直線l的方程.
【解析】(1),即,
由,解得,故動(dòng)直線過(guò)定點(diǎn).
設(shè)直線l的方程為,
將代入得.①
由A(a,0),B(0,b),△AOB的周長(zhǎng)為12,面積為6,得,
令a+b=t,則,所以,即,化簡(jiǎn)得24t=168,解得t=7,
所以有,解得或.
其中不滿足①,滿足①.
所以存在直線l的方程為,即3x+4y-12=0滿足條件.
(2)由(1)可知直線l過(guò)定點(diǎn),直線l與x軸、y軸的正半軸分別交于A,B兩點(diǎn),所以直線l的傾斜角,
所以,,
所以,②
令,
因?yàn)?所以,所以,
所以.
則,
因?yàn)樵谏蠟闇p函數(shù),所以在上為增函數(shù),
故當(dāng),即時(shí),取得最小值.
此時(shí)直線l的方程為,即3x+3y-10=0.
10.如圖,已知點(diǎn)為拋物線的焦點(diǎn).過(guò)點(diǎn)F的直線交拋物線于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)A在第一象限,點(diǎn)C在拋物線上,使得的重心G在x軸上,直線交x軸于點(diǎn)Q,且Q在點(diǎn)F的右側(cè),記,的面積分別為,.
(1)求p的值及拋物線的準(zhǔn)線方程;
(2)設(shè)A點(diǎn)縱坐標(biāo)為,求關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式;
(3)求的最小值及此時(shí)點(diǎn)G的坐標(biāo).
【解析】(1)因?yàn)辄c(diǎn)為拋物線的焦點(diǎn),
所以,即,準(zhǔn)線方程.
(2)設(shè),
設(shè)直線AB的方程為,與拋物線方程聯(lián)立可得:
,故:,
,
設(shè)點(diǎn)C的坐標(biāo)為,由重心坐標(biāo)公式可得:
,,
令可得:,則.即,
由斜率公式可得:,
直線AC的方程為:,
令可得:,
故,
且,
由于,代入上式可得:,
由可得,則,
則,
令 ,得.
即關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式為.
(3)設(shè),則,
當(dāng)且僅當(dāng),即,,時(shí)等號(hào)成立,
即的最小值為,
此時(shí),,則點(diǎn)G的坐標(biāo)為.
11.(2022屆河南省中原頂級(jí)名校高三上學(xué)期1月聯(lián)考)已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,,過(guò)點(diǎn)的直線交橢圓于,兩點(diǎn).當(dāng)直線的斜率為1時(shí),點(diǎn)是線段的中點(diǎn).
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)如圖,若過(guò)點(diǎn)的直線交橢圓于,兩點(diǎn),且,求四邊形的面積的最大值.
【解析】(1)設(shè),.
由題意可得
∴,即,
∴.
∵,∴,,
∴橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)根據(jù)對(duì)稱性知,,
∴四邊形是平行四邊形,又,
∴問(wèn)題可轉(zhuǎn)化為求的最大值.
設(shè)直線的方程為,代入,得.
則,,
∴.
令,則,且,
∴.
記,易知在上單調(diào)遞增.
∴.
∴.
∴四邊形的面積的最大值是6.
12.(2022屆浙江省紹興市高三上學(xué)期12月月考)已知拋物線的焦點(diǎn)是,如圖,過(guò)點(diǎn)作拋物線的兩條切線,切點(diǎn)分別是和,線段的中點(diǎn)為.
(1)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)求證:直線軸;
(3)以線段為直徑作圓,交直線于,求 的取值范圍.
【解析】(1)設(shè)拋物線的方程為,
由題意可得,所以,所以拋物線方程.
(2)由(1),因?yàn)?設(shè),
直線的方程為,直線的方程為,
聯(lián)立上述兩直線方程,得點(diǎn)坐標(biāo),
又因?yàn)辄c(diǎn)為線段的中點(diǎn),所以點(diǎn)坐標(biāo),
因?yàn)?所以直線軸:
(3)因?yàn)辄c(diǎn),所以,則,圓心,
直線的斜率為,直線方程為,
,得,,,
圓心到直線的距離為,半徑,
,令,
在時(shí)單調(diào)遞減,.
13.(2022屆廣東省華南師范大學(xué)附屬中學(xué)高三上學(xué)期綜合測(cè)試)已知橢圓經(jīng)過(guò)點(diǎn),離心率為.
(1)求橢圓的方程;
(2)直線與橢圓相交于兩點(diǎn),求的最大值.
【解析】(1)由已知得解得,
因此橢圓C的方程為;
(2)由整理得,
設(shè),則,
因?yàn)?br />
,
所以MA⊥MB,三角形MAB為直角三角形,
設(shè)d為點(diǎn)M到直線的距離,故,
又因?yàn)?
,
所以,
設(shè),則,由于,
所以,當(dāng),即k=0時(shí),等號(hào)成立.
因此,的最大值為32.
14.(2022屆貴州省遵義市高三上學(xué)期聯(lián)考)已知橢圓的左?右焦點(diǎn)分別為和,且,,,四點(diǎn)中恰有三點(diǎn)在橢圓C上.
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)點(diǎn)P是橢圓C上位于x軸上方的動(dòng)點(diǎn),直線和與直線分別交于G和H兩點(diǎn),設(shè)直線和的斜率分別為和,若線段GH的長(zhǎng)度小于,求的最大值.
【解析】(1)由于,兩點(diǎn)關(guān)于y軸對(duì)稱,故由題設(shè)知C經(jīng)過(guò),兩點(diǎn).
又由,知C不經(jīng)過(guò),所以點(diǎn)在C上.
所以解得
所以橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為;
(2)設(shè),如圖,過(guò)點(diǎn)P作直線軸,
分別交x軸和直線于M,N兩點(diǎn).
易知,則,即,
由,得,所以,
由,得,從而
所以當(dāng)時(shí),,即的最大值為.
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