专题圆锥曲线中的最值和范围问题.doc
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高三数学专题复习
圆锥曲线中的最值问题和范围的求解策略
最值问题是圆锥曲线中的典型问题,它是教学的重点也是历年高考的热点。解决这类问题不仅要紧紧把握圆锥曲线的定义,而且要善于综合应用代数、平几、三角等相关知识。以下从五个方面予以阐述。
一.求距离的最值或范围:
例1.设AB为抛物线y=x2的一条弦,若AB=4,则AB的中点M到直线y+1=0的最短距离为 ,
解析:抛物线y=x2的焦点为F(0 ,),准线为y=,过A、B、M准线y=的垂线,垂足分别是A1、B1、M1,则所求的距离d=MM1+=(AA1+BB1) +=(AF+BF) +≥AB+=×4+=,当且仅当弦AB过焦点F时,d取最小值,
评注:灵活运用抛物线的定义和性质,结合平面几何的相关知识,使解题简洁明快,得心应手。
练习:
1、(2008海南、宁夏理)已知点P在抛物线y2 = 4x上,那么点P到点Q(2,-1)的距离与点P到抛物线焦点距离之和取得最小值时,点P的坐标为( A )A. (,-1) B. (,1) C. (1,2) D. (1,-2)
2、(2008安徽文)设椭圆其相应于焦点的准线方程为.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)已知过点倾斜角为的直线交椭圆于两点,求证:;
(Ⅲ)过点作两条互相垂直的直线分别交椭圆于和,求 的最小值
解 :(1)由题意得:
椭圆的方程为
(2)方法一:
由(1)知是椭圆的左焦点,离心率
设为椭圆的左准线。则
作,与轴交于点H(如图)
点A在椭圆上
同理
。
方法二:
当时,记,则
将其代入方程 得
设 ,则是此二次方程的两个根.
(1)
代入(1)式得 (2)
当时, 仍满足(2)式。
(3)设直线的倾斜角为,由于由(2)可得
,
yO...Mx
y
O
.
.
.
M
x
.
3、我们把由半椭圆 与半椭圆 合成的曲线称作“果圆”,其中,,. 如图,设点,,是相应椭圆的焦点,,和,是“果圆” 与,轴的交点,是线段的中点.
(1)若是边长为1的等边三角形,求该“果圆”的方程;
(2)设是“果圆”的半椭圆上任意一点.求证:当取得最小值时,在点或处;(3)若是“果圆”上任意一点,求取得最小值时点的横坐标.
解:(1) ,
,于是,
所求“果圆”方程为,.
(2)设,则
,
, 的最小值只能在或处取到.
即当取得最小值时,在点或处.
(3),且和同时位于“果圆”的半椭圆和半椭圆上,所以,由(2)知,只需研究位于“果圆”的半椭圆上的情形即可.
.
当,即时,的最小值在时取到,
此时的横坐标是.
当,即时,由于在时是递减的,的最小值在时取到,此时的横坐标是.
综上所述,若,当取得最小值时,点的横坐标是;
若,当取得最小值时,点的横坐标是或.
4、已知P点在圆x2+(y-2)2=1上移动,Q点在椭圆上移动,试求|PQ|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|PQ|最大,因此要求|PQ|的最大值,只要求|O1Q|的最大值.设Q(x,y),则|O1Q|2= x2+(y-4)2 ① 因Q在椭圆上,则x2=9(1-y2) ②
将②代入①得|O1Q|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
二.求角的最值
例2.M,N分别是椭圆的左、右焦点,l是椭圆的一条准线,点P在l上,则∠MPN的最大值是 .
解析:不妨设l为椭圆的右准线,其方程是,点,直线PM和PN倾斜角分别为.
∵
∴
于是
∵
∴ 即∠MPN的最大值为.
评注:审题时要注意把握∠MPN与PM和PN的倾斜角之间的内在联系.
练习:
1、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
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