内容正文:
专题01 范围问题
解决圆锥曲线中的取值范围问题的5种常用解法
(1)利用圆锥曲线的几何性质或判别式构造不等关系,从而确定参数的取值范围.
(2)利用已知参数的范围,求新参数的范围,解这类问题的核心是建立两个参数之间的等量关系.
(3)利用隐含的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围.
(4)利用已知的不等关系构造不等式,从而求出参数的取值范围.
(5)利用求函数的值域的方法将待求量表示为其他变量的函数,求其值域,从而确定参数的取值范围.
1.(2022·北京丰台·一模)已知椭圆()的左、右顶点分别为,,且,离心率为.
(1)求椭圆的方程;
(2)设是椭圆上不同于,的一点,直线,与直线分别交于点.若,求点横坐标的取值范围.
【解析】(1)由题意得解得,.所以椭圆的方程是.
(2)设(),由已知得,,
所以直线,的方程分别为,.
令,得点的纵坐标为,点的纵坐标为,
所以.因为点在椭圆上,所以,
所以,即.因为,所以,即.
所以.整理得,解得.
所以点横坐标的取值范围是.
2.(2022·辽宁·模拟预测)抛物线的焦点为F,抛物线上一点到F的距离为3,
(1)求抛物线C的方程和点A的坐标;
(2)设过点且斜率为k的直线l与抛物线C交于不同的两点M,N.若,求斜率k的取值范围.
【解析】(1)由题意知,得,所以抛物线C的方程为.
将点代入,得,所以点A的坐标为.
(2)直线与抛物线联立,消去y得,
,解得或.
设,则有,
则,即,又.所以,则
因为,设,则,
因为,则,所以
因为或,所以k的取值范围是
3.(2022·广东揭阳·期末)已知椭圆的离心率为,点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知直线与椭圆C交于P,Q两点,点M是线段PQ的中点,直线过点M,且与直线l垂直.记直线与y轴的交点为N,求的取值范围.
【解析】(1)由题意可得,解得,.故椭圆C的标准方程为.
(2)设,,.
联立,整理得,
则,解得,
从而,.
因为M是线段PQ的中点,所以,
则,故.
直线的方程为,即.
令,得,则,
所以.设,则,
故.
因为,所以,所以.
4.(2022·全国·高三专题练习)如图,在平面直角坐标系中,已知点F(1,0),过直线l:x=4左侧的动点P作PH⊥l于点H,∠HPF的角平分线交x轴于点M,且|PH|=2|MF|,记动点P的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)过点F作直线l′交曲线C于A,B两点,设,若λ∈,求|AB|的取值范围.
【解析】(1)(1)设P(x,y),由题意可知|MF|=|PF|,所以,
即,化简整理得,即曲线C的方程为.
(2)由题意,得直线l′的斜率k≠0,设直线l′的方程为x=my+1,
由,得(3m2+4)y2+6my-9=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),
所以恒成立,
且,,①
又因为,所以-y1=λy2,②
联立①②,利用,消去y1,y2,
得,
所以,解得
又
因为,所以.
所以|AB|的取值范围是.
5.(2022·江西·模拟预测(理))已知是抛物线上一点,是轴上的点,以为圆心且过点的圆与轴分别交于点、,且当圆与轴相切时,到抛物线焦点的距离为.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)设线段、长度分别为、,求的取值范围.
【解析】(1)当轴时,圆A与轴相切,点为切点,
由题意可知此时点A的横坐标为,
因为A到抛物线焦点的距离为,所以A到抛物线准线的距离为,
故准线与轴之间的距离为,解得,
所以抛物线的标准方程为.
(2)设A的坐标,由垂径定理可知,,
设,,所以,.
所以,
当时,则;
当时,则,因为,
所以,当且仅当时,等号成立.此时.
综上所述,.
6.(2022·四川·成都七中模拟预测(理))如图,已知椭圆与等轴双曲线共顶点,过椭圆上一点P(2,-1)作两直线与椭圆相交于相异的两点A,B,直线PA,PB的倾斜角互补.直线AB与x,y轴正半轴相交,分别记交点为M,N.
(1)若的面积为,求直线AB的方程;
(2)若AB与双曲线的左、右两支分别交于Q,R,求的范围.
【解析】(1)由题得,解得,所以椭圆的方程为,
等轴双曲线的方程为.
由题意,直线PA的斜率存在,设PA:,则PB:,
联立,消去得,
所以,又,所以,则
将换成,得,所以,
设,由,消去得,
,所以得,
则,,,
所以,解得,
所以直线AB的方程为;
(2)由,消去得,解得,
所以,
,,则,,,
所以的取值范围为.
7.(2022·上海市松江二中高三开学考试)如图,已知椭圆的一个焦点坐标为,且与轴正半轴分别交于两点,其中的面积为,圆与相切,是椭圆上的动点,以为圆心的圆的半径与圆的半径相同.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点作圆的两条切线,分别与圆切于点,射线分别与椭圆交于两点,当的斜率都存在时