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专题六 解析几何
第 3 讲 圆锥曲线中的热点问题 总序 17
考情解读 (1)本部分主要以解答题形式考查,往往是试卷的压轴题之一,一般以椭圆或抛物线为背景,
考查弦长、定点、定值、最值、范围问题或探索性问题,试题难度较大.(2)求轨迹方程也是高考的热点与
重点,若在客观题中出现通常用定义法,若在解答题中出现一般用直接法、代入法、参数法或待定系数法,
往往出现在解答题的第①问中.
热点一 圆锥曲线中的范围、最值问题
例 1 (2013·浙江)如图,点 P(0,-1)是椭圆 C1:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的一个顶点,
C1 的长轴是圆 C2:x2+y2=4 的直径.l1,l2 是过点 P 且互相垂直的两条直线,
其中 l1交圆 C2 于 A,B 两点,l2 交椭圆 C1于另一点 D.
(1)求椭圆 C1 的方程;
(2)求△ABD 面积取最大值时直线 l1的方程.
思维启迪 (1)P 点是椭圆上顶点,圆 C2的直径等于椭圆长轴长;(2)设直线 l1的斜率为 k,将△ABD 的面
积表示为关于 k 的函数.
解 (1)由题意得
b=1,
a=2.
所以椭圆 C1的方程为
x2
4
+y2=1.
(2)设 A(x1,y1),B(x2,y2),D(x0,y0).由题意知直线 l1的斜率存在,不妨设其为 k,
则直线 l1的方程为 y=kx-1.又圆 C2:x2+y2=4,故点 O 到直线 l1的距离 d=
1
k2+1
,
所以 AB=2 4-d2=2
4k2+3
k2+1
.又 l2⊥l1,故直线 l2的方程为 x+ky+k=0.
由
x+ky+k=0,
x2+4y2=4.
消去 y,整理得(4+k2)x2+8kx=0,故 x0=-
8k
4+k2
.
所以 PD=
8 k2+1
4+k2
.设△ABD 的面积为 S,则 S=
1
2
AB·PD=
8 4k2+3
4+k2
=
32 4k2+3
4k2+3+13
,
所以 S=
32
4k2+3+
13
4k2+3
≤
32
2 4k2+3·
13
4k2+3
=
16 13
13
,当且仅当 k=±
10
2
时取等号.
所以所求直线 l1的方程为 y=±
10
2
x-1.
思维升华