考點(diǎn)1 范圍問題
 圓錐曲線中范圍問題的五個(gè)解題策略
解決有關(guān)范圍問題時(shí),先要恰當(dāng)?shù)匾胱兞?如點(diǎn)的坐標(biāo)標(biāo)、角、斜率等),尋找不等關(guān)系,其方法有:
(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.
 (2019·大連模擬)設(shè)橢圓+=1(a>b>0)的左焦點(diǎn)為F1,離心率為,點(diǎn)F1為圓M:x2+y2+2x-15=0的圓心.
(1)求橢圓的方程;
(2)已知過橢圓右焦點(diǎn)F2的直線l交橢圓于A,B兩點(diǎn),過點(diǎn)F2且與直線l垂直的直線l1與圓M交于C,D兩點(diǎn),求四邊形ACBD面積的取值范圍.
[解] (1)由題意知=,則a=2c.
圓M的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x+1)2+y2=16,
從而橢圓的左焦點(diǎn)為F1(-1,0),即c=1.所以a=2.
由b2=a2-c2,得b=.
所以橢圓的方程為+=1.
(2)由(1)可知橢圓右焦點(diǎn)F2(1,0).
①當(dāng)直線l與x軸垂直時(shí),此時(shí)斜率k不存在,直線l:x=1,直線l1:y=0,可得|AB|=3,|CD|=8,四邊形ACBD的面積為12.
②當(dāng)直線l與x軸平行時(shí),此時(shí)斜率k=0,直線l:y=0,直線l1:x=1,可得|AB|=4,|CD|=4,四邊形ACBD的面積為8.
③當(dāng)直線l與x軸不垂直也不平行時(shí),設(shè)直線l的方程為y=k(x-1)(k≠0),A(x1,y1),B(x2,y2).
聯(lián)立得(4k2+3)x2-8k2x+4k2-12=0.
顯然Δ>0,且x1+x2=,x1x2=.
所以|AB|=|x1-x2|=.
過點(diǎn)F2(1,0)且與直線l垂直的直線l1:y=-(x-1),則圓心到直線l1的距離為,
所以|CD|=2=4.
故四邊形ACBD的面積S=|AB||CD|=12.
可得當(dāng)直線l與x軸不垂直時(shí),四邊形ACBD面積的取值范圍為(12,8).
綜上,四邊形ACBD面積的取值范圍為[12,8].
 過點(diǎn)F2的直線l與l1,有斜率不存在的情況,應(yīng)分類求解.
[教師備選例題]
(2019·石家莊模擬)已知拋物線C:y2=2px(p>0)上一點(diǎn)P(x0,2)到焦點(diǎn)F的距離|PF|=2x0.
(1)求拋物線C的方程;
(2)過點(diǎn)P引圓M:(x-3)2+y2=r2(0<r≤)的兩條切線PA,PB,切線PA,PB與拋物線C的另一交點(diǎn)分別為A,B,線段AB中點(diǎn)的橫坐標(biāo)記為t,求t的取值范圍.
[解] (1)由拋物線定義,得|PF|=x0+,由題意得,

解得
所以拋物線C的方程為y2=4x.
(2)由題意知,過P引圓(x-3)2+y2=r2(0<r≤)的切線斜率存在且不為0,設(shè)切線PA的方程為y=k1(x-1)+2,則圓心M(3,0)到切線PA的距離d==r,整理得,(r2-4)k-8k1+r2-4=0.
設(shè)切線PB的方程為y=k2(x-1)+2,同理可得(r2-4)k-8k2+r2-4=0.
所以k1,k2是方程(r2-4)k2-8k+r2-4=0的兩根,k1+k2=,k1k2=1.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
由得,k1y2-4y-4k1+8=0,由根與系數(shù)的關(guān)系知,2y1=,所以y1==-2=4k2-2,同理可得y2=4k1-2.(8分)
t====2(k+k)-2(k1+k2)+1=2(k1+k2)2-2(k1+k2)-3,
設(shè)λ=k1+k2,則λ=∈[-4,-2),
所以t=2λ2-2λ-3,其圖象的對(duì)稱軸為λ=>-2,所以9<t≤37.
 (2019·鄭州模擬)已知橢圓的一個(gè)頂點(diǎn)A(0,-1),焦點(diǎn)在x軸上,離心率為.
(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)設(shè)直線y=kx+m(k≠0)與橢圓交于不同的兩點(diǎn)M,N.當(dāng)|AM|=|AN|時(shí),求m的取值范圍.
[解] (1)設(shè)橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為+=1(a>b>0),
聯(lián)立解得
故橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為+y2=1.
(2)設(shè)P(x0,y0)為弦MN的中點(diǎn),M(x1,y1),N(x2,y2).
聯(lián)立得(4k2+1)x2+8kmx+4(m2-1)=0.
則x1+x2=,x1x2=.
Δ=(8km)2-16(4k2+1)(m2-1)>0,
所以m2<1+4k2. ①
所以x0==-,y0=kx0+m=.
所以kAP==-.
又|AM|=|AN|,所以AP⊥MN,
則-=-,即3m=4k2+1. ②
把②代入①得m2<3m,解得0<m<3.
由②得k2=>0,解得m>.
綜上可知,m的取值范圍為.
考點(diǎn)2 最值問題
 求解圓錐曲線中最值問題的兩種方法
(1)利用幾何法:通過利用曲線的定義、幾何性質(zhì)以及平面幾何中的定理、性質(zhì)等進(jìn)行求解;
(2)利用代數(shù)法:把要求最值的幾何量或代數(shù)表達(dá)式表示為某個(gè)(些)參數(shù)的函數(shù)(解析式),再求這個(gè)函數(shù)的最值,最值通常用基本不等式法、配方法、導(dǎo)數(shù)法求解.
 利用基本不等式求最值
 已知拋物線E:y2=2px(0<p<10)的焦點(diǎn)為F,點(diǎn)M(t,8)在拋物線E上,且|FM|=10.
(1)求拋物線E的方程;
(2)過點(diǎn)F作互相垂直的兩條直線,與拋物線分別相交于點(diǎn)A,B,C,D,P、Q分別為弦AB、CD的中點(diǎn),求△FPQ面積的最小值.
[解] (1)拋物線E的準(zhǔn)線方程為x=-.
由拋物線的定義可得|FM|=t+=10,故t=10-.
由點(diǎn)M在拋物線上,可得82=2p,整理得p2-20p+64=0,解得p=4或p=16,
又0<p<10,所以p=4.
故拋物線E的方程為y2=8x.
(2)由(1)知拋物線E的方程為y2=8x,焦點(diǎn)為F(2,0),
由已知可得AB⊥CD,所以兩直線AB,CD的斜率都存在且均不為0.
設(shè)直線AB的斜率為k,則直線CD的斜率為-,
故直線AB的方程為y=k(x-2).
聯(lián)立方程組,消去x,整理得ky2-8y-16k=0.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則y1+y2=,
因?yàn)镻(xP,yP)為弦AB的中點(diǎn),所以yP=(y1+y2)=,
由yP=k(xP-2)得xP=+2=+2,故P.
同理可得Q(4k2+2,-4k).
故|QF|===4,
|PF|==.
因?yàn)镻F⊥QF,
所以△FPQ的面積S=|PF|·|QF|=××4
=8×=8≥8×2=16,當(dāng)且僅當(dāng)|k|=,即k=±1時(shí),等號(hào)成立.
所以△FPQ的面積的最小值為16.
 求點(diǎn)Q的坐標(biāo)時(shí),可根據(jù)直線AB與CD的斜率關(guān)系,把點(diǎn)P坐標(biāo)中的k換成-,即可得到點(diǎn)Q的坐標(biāo).
[教師備選例題]
已知點(diǎn)A(0,-2),橢圓E:+=1(a>b>0)的離心率為,F(xiàn)是橢圓E的右焦點(diǎn),直線AF的斜率為,O為坐標(biāo)原點(diǎn).
(1)求E的方程;
(2)設(shè)過點(diǎn)A的動(dòng)直線l與E相交于P,Q兩點(diǎn).當(dāng)△OPQ的面積最大時(shí),求l的方程.
[解] (1)設(shè)F(c,0),由條件知,=,得c=.
又=,所以a=2,b2=a2-c2=1.
故E的方程為+y2=1.
(2)當(dāng)l⊥x軸時(shí)不合題意,故設(shè)l:y=kx-2,P(x1,y1),Q(x2,y2).
將y=kx-2代入+y2=1,得(1+4k2)x2-16kx+12=0.
當(dāng)Δ=16(4k2-3)>0,即k2>時(shí),x1,2=.
從而|PQ|=|x1-x2|=.
又點(diǎn)O到直線PQ的距離d=,
所以△OPQ的面積S△OPQ=d·|PQ|=.
設(shè)=t,則t>0,S△OPQ==.
因?yàn)閠+≥4,當(dāng)且僅當(dāng)t=2,即k=±時(shí)等號(hào)成立,且滿足Δ>0.
所以,當(dāng)△OPQ的面積最大時(shí),
l的方程為y=x-2或y=-x-2.
 利用二次函數(shù)求最值
 (2019·合肥模擬)已知直線l:x-y+1=0與焦點(diǎn)為F的拋物線C:y2=2px(p>0)相切.
(1)求拋物線C的方程;
(2)過焦點(diǎn)F的直線m與拋物線C分別相交于A,B兩點(diǎn),求A,B兩點(diǎn)到直線l的距離之和的最小值.
[解] (1)∵直線l:x-y+1=0與拋物線C:y2=2px(p>0)相切,
聯(lián)立消去x得y2-2py+2p=0,從而Δ=4p2-8p=0,解得p=2或p=0(舍).
∴拋物線C的方程為y2=4x.
(2)由于直線m的斜率不為0,
可設(shè)直線m的方程為ty=x-1,A(x1,y1),B(x2,y2).
聯(lián)立消去x得y2-4ty-4=0,∵Δ>0,
∴y1+y2=4t,即x1+x2=4t2+2,
∴線段AB的中點(diǎn)M的坐標(biāo)為(2t2+1,2t).
設(shè)點(diǎn)A到直線l的距離為dA,點(diǎn)B到直線l的距離為dB,點(diǎn)M到直線l的距離為d,
則dA+dB=2d=2·=2|t2-t+1|=2,
∴當(dāng)t=時(shí),A,B兩點(diǎn)到直線l的距離之和最小,最小值為.
 本例第(2)問的關(guān)鍵是根據(jù)梯形中位線定理得到dA+dB=2d.
[教師備選例題]
(2019·齊齊哈爾模擬)已知拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)為F,過點(diǎn)F且斜率為1的直線與拋物線C相交于A,B兩點(diǎn),且|AB|=8.
(1)求拋物線C的方程;
(2)過點(diǎn)Q(1,1)作直線交拋物線C不同于R(1,2)的D,E兩點(diǎn),若直線DR,ER分別交直線l:y=2x+2于M,N兩點(diǎn),求|MN|取最小值時(shí)直線DE的方程.
[解] (1)由題意知,設(shè)A(xA,yA),B(xB,yB),F(xiàn),直線AB的方程為x=y(tǒng)+,
聯(lián)立得y2-2py-p2=0,
解得y=(1±)p.
則|AB|===4p=8,
∴p=2,∴拋物線的方程為y2=4x.
(2)設(shè)D(x1,y1),E(x2,y2),
由題意知,直線DE的斜率存在且不為0.
設(shè)直線DE的方程為x=m(y-1)+1(m≠0),
聯(lián)立消去x得y2-4my+4(m-1)=0,∴y1+y2=4m,y1y2=4(m-1).
∴|y2-y1|==4.
設(shè)直線DR的方程為y=k1(x-1)+2,
聯(lián)立解得xM=.
又k1===,
∴xM==-.
同理得xN=-.
∴|MN|=|xM-xN|==2=2·.
令m-1=t,t≠0,則m=t+1.
∴|MN|=2=2=2≥.
∴當(dāng)t=-2,m=-1時(shí),|MN|取得最小值.
此時(shí)直線DE的方程為x=-(y-1)+1,即x+y-2=0.
 (2019·黃山模擬)已知點(diǎn)M(1,n)在拋物線y2=2px(p>0)上,且點(diǎn)M到拋物線焦點(diǎn)的距離為2.直線l與拋物線交于A,B兩點(diǎn),且線段AB的中點(diǎn)為P(3,2).
(1)求直線l的方程.
(2)點(diǎn)Q是直線y=x上的動(dòng)點(diǎn),求·的最小值.
[解] (1)由題意知,拋物線的準(zhǔn)線方程為x=-,所以1+=2,解得p=2,
所以拋物線的方程為y2=4x.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則y=4x1,y=4x2,
則y-y=4(x1-x2),即===1,
所以直線l的方程為y-2=x-3,即x-y-1=0.
(2)因?yàn)辄c(diǎn)A,B都在直線l上,所以A(x1,x1-1),B(x2,x2-1),設(shè)Q(m,m),
·=(x1-m,x1-(m+1))·(x2-m,x2-(m+1))=(x1-m)(x2-m)+[x1-(m+1)][x2-(m+1)]=x1x2-m(x1+x2)+m2+x1x2-(m+1)(x1+x2)+(m+1)2=2x1x2-(2m+1)(x1+x2)+m2+(m+1)2,
聯(lián)立得x2-6x+1=0,則x1+x2=6,x1x2=1,
所以·=2-(2m+1)×6+m2+m2+2m+1=2m2-10m-3=2-,
當(dāng)m=時(shí),·取得最小值,為-.
 利用導(dǎo)數(shù)求最值
(2017·浙江高考)如圖,已知拋物線x2=y(tǒng),點(diǎn)A,B,拋物線上的點(diǎn)P(x,y).過點(diǎn)B作直線AP的垂線,垂足為Q.

(1)求直線AP斜率的取值范圍;
(2)求|PA|·|PQ|的最大值.
[解] (1)設(shè)直線AP的斜率為k,k==x-,
因?yàn)椋?

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