内容正文:
第九章 解析几何
专题四 高考中的解析几何问题
第一课时 最值问题
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课时作业(五十二)
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第九章 解析几何
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圆锥曲线中的最值问题是高考的热点和难点,主要涉及两个类型:一是以圆锥曲线定义与几何性质为背景的求最值问题;二是以直线与圆锥曲线的位置关系、弦长、面积等知识为背景的求最值问题.
(2023·山东临沂模拟)在平面直角坐标系xOy中,P为双曲线x2-y2=1右支上的一个动点.若点P到直线x-y+1=0的距离大于c恒成立,则实数c的最大值为________.
答案: eq \f(\r(2),2) 解析:双曲线x2-y2=1的渐近线为x±y=0,直线x-y+1=0与渐近线x-y=0平行,故两平行线间的距离d= eq \f(|1-0|,\r(12+(-1)2)) = eq \f(\r(2),2) . 由点P到直线x-y+1=0的距离大于c恒成立,得c≤ eq \f(\r(2),2) ,故c的最大值为 eq \f(\r(2),2) .
几何法求解最值问题的策略
根据已知的几何量之间的相互关系或几何特征,把最值问题转化为某几何元素的临界位置问题(如求直线斜率的最值、距离的最值、三角形面积的最值等).
已知椭圆 eq \f(x2,a2) + eq \f(y2,b2) =1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1和F2,由M(-a,b),N(a,b),F2和F1这4个点构成了一个高为 eq \r(3) ,面积为3 eq \r(3) 的等腰梯形.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点F1的直线和椭圆交于A,B两点,求△F2AB面积的最大值.
思维
导引
学科素养
本题主要考查直观想象、逻辑推理、数学运算等学科素养
思路点拨
(1)利用等腰梯形的高、面积与a,b,c的关系,确定椭圆方程;
(2)设直线方程为x=my-1,联立方程并消元,由根与系数的关系表示出三角形面积,通过换元将问题转化,利用基本不等式求函数的最值
解:(1)由已知条件,得b= eq \r(3) ,且 eq \f(2a+2c,2) × eq \r(3) =3 eq \r(3) ,
∴a+c=3.
又a2-c2=3,∴a=2,c=1,
∴椭圆的方程为 eq \f(x2,4) + eq \f(y2,3) =1.
(2)显然,直线的斜率不能为0,
设直线的方程为x=my-1,A(x1,y1),B(x2,y2).
联立方程 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(x2,4)+\f(y2,3)=1,,x=my-1,)) 消去x得
(3m2+4)y2-6my-9=0.
∵直线过椭圆内的点,
∴无论m为何值,直线和椭圆总相交.
∴y1+y2= eq \f(6m,3m2+4) ,y1y2=- eq \f(9,3m2+4) ,
∴= eq \f(1,2) |F1F2||y1-y2|=|y1-y2|
= eq \r((y1+y2)2-4y1y2) =12 eq \r(\f(m2+1,(3m2+4)2))
= eq \f(12\r(m2+1),3m2+4) = eq \f(12,3\r(m2+1)+\f(1,\r(m2+1))) ,
eq \r(m2+1) ≥1,可知3 eq \r(m2+1) + eq \f(1,\r(m2+1)) ≥4,
∴的最大值为3.
代数法求解最值问题的策略
把要求的最值问题(几何量或代数表达式)表示成某个(些)变量的函数,然后利用基本不等式或函数的单调性求解,有时也借助导数法求最值.
eq \a\vs4\al(练1) (2022·全国甲卷)设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点D(p,0),过F的直线交C于M,N两点.当直线MD垂直