内容正文:
第3课时 题型上(一) 圆锥曲线中的范围、最值、证明问题
命题视角一 构造目标不等式解决范围问题
欲求变量的取值范围,可设法构造含有变量的不等式(组),通过解不等式(组)来达到目的.
[方法技巧]
圆锥曲线中范围问题的5个解题策略
(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.
命题视角二 构造函数模型解决最值问题
若题目中的条件和要求的结论能体现一种明确的函数关系,则可先建立目标函数,然后根据其结构特征,构建函数模型求最值,一般情况下,常构建的函数模型有:(1)二次型函数;(2)双曲线型函数;(3)多项式型函数.
[方法技巧]
求解圆锥曲线中最值问题的2种方法
圆锥曲线中的最值问题类型较多,解法灵活多变,但总体上主要有两种方法:
(1)几何法:通过利用曲线的定义、几何性质以及平面几何中的定理、性质等进行求解;
(2)代数法:把要求最值的几何量或代数表达式表示为某个(些)参数的函数(解析式),然后利用函数方法、不等式方法等进行求解.
[方法技巧]
圆锥曲线证明问题的类型及求解策略
(1)圆锥曲线中的证明问题,主要有两类:一是证明点、直线、曲线等几何元素中的位置关系,如:某点在某直线上、某直线经过某个点、某两条直线平行或垂直等;二是证明直线与圆锥曲线中的一些数量关系(相等或不等).
(2)解决证明问题时,主要根据直线与圆锥曲线的性质、直线与圆锥曲线的位置关系等,通过相关性质的应用、代数式的恒等变形以及必要的数值计算等进行证明.
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(五十一)”
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[典例] 已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点M(a,2)在抛物线C上.
(1)若|MF|=6,求抛物线的标准方程;
(2)若直线x+y=t与抛物线C交于A,B两点,点N的坐标为(1,0),且满足NA⊥NB,原点O到直线AB的距离不小于,求p的取值范围.
[解](1)由题意及抛物线的定义得,a+=6,
又点M(a,2)在抛物线C上,所以20=2pa,
由解得或
所以抛物线的标准方程为y2=4x或y2=20x.
(2)联立消去y,整理得x2-(2t+2p)x+t2=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=2t+2p,x1x2=t2.因为NA⊥NB,所以(x1-1)(x2-1)+y1y2=0,又y1=t-x1,y2=t-x2,
所以2x1x2-(1+t)(x1+x2)+t2+1=0,得2p=.由原点O到直线AB的距离不小于,
得≥ ,即t≤-2(舍去)或t≥2,
因为2p==t+1+-4,函数y=在t∈[2,+∞)上单调递增,
所以p≥,即p的取值范围为.
[针对训练]
已知椭圆+=1(a>b>0),右焦点F(1,0),离心率为,过F作两条互相垂直的弦AB,CD.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)求以A,B,C,D为顶点的四边形的面积的取值范围.
解:(1)由题意得c=1,=,∴a=,则b=c=1,则椭圆的标准方程为+y2=1.
(2)①当两直线一条斜率不存在、一条斜率为0时,S=|AB|·|CD|=×2×=2.②当两直线斜率存在且都不为0时,设直线AB的方程为y=k(x-1),A(x1,y1),B(x2,y2),将其代入椭圆方程整理得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-2=0,则x1+x2=,x1x2=,则|AB|=|x1-x2|=,同理,|CD|=,则S=|AB|·|CD|=··===2-∈,当k=±1时,S=.综上所述,四边形面积的取值范围是.
[典例] (2022·浙江高考)如图,已知椭圆+y2=1.设A,B是椭圆上异于P(0,1)的两点,且点Q在线段AB上,直线PA,PB分别交直线y=-x+3于C,D两点.
(1)求点P到椭圆上点的距离的最大值;
(2)求|CD|的最小值.
[解](1)设M(2cos θ,sin θ)(θ∈[0,2π))是椭圆上任意一点,由P(0,1),
知|PM|2=12cos2θ+(1-sin θ)2=13-11sin2θ-2sin θ =-112≤,
故|PM|的最大值是,
即点P到椭圆上点的距离的最大值为.
(2)易知直线AB的斜率存在,
设直线AB:y=kx+,
联立直线AB与椭圆的方程,
整理得x2+kx-=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=-,x1x2=-.
直线PA的方程为y=x+1,
代