【例1】若P,Q分別是拋物線與圓上的點,則的最小值為________.
【答案】.
【分析】設(shè)點,圓心,的最小值即為的最小值減去圓的半徑,求出的最小值即可得解.
【詳解】依題可設(shè),圓心,根據(jù)圓外一點到圓上一點的最值求法可知,的最小值即為的最小值減去半徑.因為,,設(shè),
,由于恒成立,所以函數(shù)在上遞減,在上遞增,即,所以,即的最小值為.
故答案為:.
【變式1-1】已知拋物線的焦點為,點,為拋物線上一動點,則周長的最小值為______.
【答案】
【分析】過作準(zhǔn)線的垂線,垂足為,過作準(zhǔn)線的垂線,垂足為,進(jìn)而結(jié)合拋物線的定義求解即可.
【詳解】解:由題知,準(zhǔn)線方程為.如圖,過作準(zhǔn)線的垂線,垂足為,過作準(zhǔn)線的垂線,垂足為,所以周長,當(dāng)且僅當(dāng)為與拋物線的交點時等號成立.故答案為:.
題型二 與面積有關(guān)的最值問題
【例2】已知橢圓經(jīng)過點,且橢圓的長軸長為.
(1)求橢圓的方程;
(2)設(shè)經(jīng)過點的直線與橢圓相交于、兩點,點關(guān)于軸的對稱點為,直線與軸相交于點,求的面積的取值范圍.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)根據(jù)已知條件可得出的值,將點的坐標(biāo)代入橢圓的方程,可得出,即可得出橢圓的方程;(2)分析可知直線不與軸重合,設(shè)直線的方程為,設(shè)點、,將直線的方程與橢圓的方程聯(lián)立,列出韋達(dá)定理,寫出直線的方程,可求得點的坐標(biāo),利用三角形的面積公式以及對勾函數(shù)的單調(diào)性可求得的取值范圍.
【詳解】(1)解:因為橢圓的長軸長為,則,
將點的坐標(biāo)代入橢圓的方程可得,可得,所以,橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)解:若與軸重合,則不存在,設(shè)直線的方程為,設(shè)點、,
若,則點與點重合,不合乎題意,所以,,
聯(lián)立可得,,
由韋達(dá)定理可得,,易知點,,
直線的方程為,將代入直線的方程可得,即點,,所以,,
令,則函數(shù)在上為增函數(shù),
所以,,所以,.
故的面積的取值范圍是.
題型三 與向量有關(guān)的最值問題
【例3】在平面直角坐標(biāo)系中,已知橢圓的左、右焦點分別、焦距為2,且與雙曲線共頂點.P為橢圓C上一點,直線交橢圓C于另一點Q.
(1)求橢圓C的方程;
(2)若點P的坐標(biāo)為,求過P、Q、三點的圓的方程;
(3)若,且,求的最大值.
【答案】(1);(2);(3)
【分析】(1)由焦距為2得到,再由雙曲線的頂點求出,得到,橢圓方程;
(2)求出的方程,與橢圓方程聯(lián)立后得到點Q的坐標(biāo),待定系數(shù)法求出圓的方程;
(3)設(shè),,由向量共線得到,將兩點坐標(biāo)代入橢圓方程中,求出,從而表達(dá)出,結(jié)合基本不等式求出最值.
【詳解】(1)雙曲線的頂點坐標(biāo)為,故,
由題意得,故,故橢圓的方程為.
(2)因為,,所以的方程為,
由,解得點Q的坐標(biāo)為.設(shè)過P,Q,三點的圓為,
則,解得,,,所以圓的方程為;
(3)設(shè),,則,,
因為,所以,即,所以,解得,
所以,
因為,所以,當(dāng)且僅當(dāng),即時,取等號.最大值為
圓錐曲線中的定值問題
題型五 圓錐曲線中面積為定值問題
【例5】已知圓,點,是圓上一動點,若線段的垂直平分線與線段相交于點.
(1)求點的軌跡方程;
(2)已知為點的軌跡上三個點(不在坐標(biāo)軸上),且,求的值.
【解析】(1)由已知有,
∴點的軌跡是以為焦點的橢圓,其中,∴,
∴點的軌跡方程
(2)由,可知為的重心,∴,
由已知的斜率存在,設(shè)直線的方程為:,,
由,則,

由,,
∴,,
∴.
題型六 圓錐曲線中線段為定值問題
【例6】已知雙曲線與橢圓有相同的焦點,且焦點到漸近線的距離為2.
(1)求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)為雙曲線的右頂點,直線與雙曲線交于不同于的,兩點,若以為直徑的圓經(jīng)過點且于,證明:存在定點,使得為定值.
【答案】(1);(2)見解析
【分析】(1)由已知可設(shè),雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為,根據(jù)條件列出a,c關(guān)系式,解出代入方程即可;
(2)對直線的斜率能否為0進(jìn)行討論.斜率不為0時,設(shè)的方程為,聯(lián)立直線與橢圓的方程,有垂直關(guān)系時,在圓錐曲線中常用向量法,化簡得到m,k的關(guān)系式;斜率不存在時,寫出直線方程,驗證即可.
【詳解】(1)設(shè)雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為,焦點為,,
因為雙曲線與橢圓有相同的焦點,所以.因為焦點到漸近線的距離為2,所以,從而,故雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程為
(2)證明:設(shè),.①當(dāng)直線的斜率存在時,設(shè)的方程為,
聯(lián)立方程組化簡得,則,即,且 因為,所以,
化簡得 所以或,且均滿足.當(dāng)時,直線的方程為,直線過定點,與已知矛盾;當(dāng)時,直線的方程為,過定點
②當(dāng)直線的斜率不存在時,由對稱性,不妨設(shè)DE方程為:y=x-1,
聯(lián)立方程組,得,得,,此時直線過定點
因為,所以點在以為直徑的圓上,為該圓的圓心,為該圓的半徑,故存在定點,使得為定值.
【變式6-1】已知橢圓C:的離心率為,且過點.
(1)求的方程:
(2)點,在上,且,,為垂足.證明:存在定點,使得為定值.
【解析】(1)由題意可得:,解得:,故橢圓方程為:.
(2)[方法一]:通性通法
設(shè)點,若直線斜率存在時,設(shè)直線的方程為:,
代入橢圓方程消去并整理得:,可得,,
因為,所以,即,
根據(jù),代入整理可得:,
所以,整理化簡得,
因為不在直線上,所以,
故,于是的方程為,所以直線過定點直線過定點.
當(dāng)直線的斜率不存在時,可得,由得:,
得,結(jié)合可得:, 解得:或(舍).
此時直線過點.令為的中點,即,
若與不重合,則由題設(shè)知是的斜邊,故,
若與重合,則,故存在點,使得為定值.
圓錐曲線中的最值、定點、定值問題 隨堂檢測
1.已知拋物線C:(p>0),拋物線C的焦點為F,點P在拋物線上,且的最小值為1.
(1)求p;
(2)設(shè)O為坐標(biāo)原點,A,B為拋物線C上不同的兩點,直線OA,OB的斜率分別為,,且滿足,求|AB|的取值范圍.
【解析】 (1)因為,則,所以;
(2)由(1)得,設(shè),則
則,由得,所以,
設(shè)直線方程為,聯(lián)立方程組得,所以則
故過焦點,所以.
2.設(shè)橢圓經(jīng)過點M,離心率為.
(1)求橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)橢圓E的右頂點為A,過定點且斜率不為0的直線與橢圓E交于B,C兩點,設(shè)直線AB,AC與直線的交點分別為P,Q,求面積的最小值.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)把點代入橢圓方程,然后結(jié)合離心率公式即可求出橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)出直線方程,與橢圓方程聯(lián)立消元寫韋達(dá),然后表示出直線,的方程,進(jìn)而求得,,求得,結(jié)合韋達(dá)定理即可求解.
(1)由題意知,,解得,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
(2)設(shè)過點的直線方程為,代入橢圓的方程,整理得,
因為,設(shè),,則,①,
由(1)得,則直線的方程為,令,得,同理可得
將,代入,
把①式代入,整理得,由,知,所以面積的最小值為.
3.已知雙曲線C的漸近線方程為,且過點.
(1)求C的方程;
(2)設(shè),直線不經(jīng)過P點且與C相交于A,B兩點,若直線與C交于另一點D,求證:直線過定點.
【答案】(1);(2)見解析
【分析】(1)可設(shè)雙曲線的方程為,將點代入求出,即可得解;
(2)可設(shè)直線為,,聯(lián)立,消,利用韋達(dá)定理求得,然后求出直線的方程,整理分析即可得出結(jié)論.
(1)解:因為雙曲線C的漸近線方程為,則可設(shè)雙曲線的方程為,
將點代入得,解得,所以雙曲線C的方程為;
(2)解:顯然直線的斜率不為零,設(shè)直線為,,
聯(lián)立,消整理得,
依題意得且,即且,,
直線的方程為,令,
得.
所以直線過定點.

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