内容正文:
专题08 椭圆中最值范围五种考法
目录
解题知识必备 1
压轴题型讲练 1
类型一、线段最值……………………………………………………………………1
类型二、面积最值 4
类型三、一元参数范围 8
类型四、二元参数范围 11
类型五、与其他章节融合……………………………………………………………13
压轴能力测评(10题) 18
1.求最值及问题常用的两种方法:
(1)几何法:题中给出的条件有明显的几何特征,则考虑用几何图形性质来解决;
(2)代数法:题中所给出的条件和结论的几何特征不明显,则可以建立目标函数,再求该函数的最值,求函数的最值常见的方法有基本不等式法、单调性法、导数法和三角换元法等。
2.求范围及问题常用的两种方法:
(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.
类型一、线段最值与范围
例.已知椭圆的左、右焦点分别为,,过的直线与交于P,Q两点,的周长为8,焦距为.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线与圆相切,且与交于不同的两点R,S,求的取值范围.
【变式训练1】现有一“v”型的挡板如图所示,一椭圆形物件的短轴顶点被固定在A点.物件可绕A点在平面内旋转.AP间距离可调节且与两侧挡板的角度固定为60°.已知椭圆长轴长为4,短轴长为2.在某个角度固定椭圆,则当椭圆不超过挡板时AP间距离最短为多少;
类型二、面积最值与范围
例.是椭圆的右焦点,其中.点、分别为椭圆的左、右顶点,圆过点与坐标原点,是椭圆上异于、的动点,且的周长小于.
(1)求的标准方程;
(2)连接与圆交于点,若与交于点,求的取值范围.
【变式训练1】如图,已知圆的左顶点,过右焦点F的直线l与椭圆C相交于M,N两点,当直线轴时,.
(1)求椭圆C的方程;
(2)记的面积分别为,求的取值范围.
【变式训练2】已知是椭圆的左右焦点,以为直径的圆和椭圆在第一象限的交点为,若三角形的面积为1,其内切圆的半径为.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知A是椭圆的上顶点,过点的直线与椭圆交于不同的两点,点在第二象限,直线分别与轴交于,求四边形面积的最大值.
类型三、一元参数范围
例.已知,分别为椭圆的左、右焦点,设直线与椭圆C相交于A,B两点,O为坐标原点,且.若椭圆C上存在点E,使得四边形OAED为平行四边形,求m的取值范围.
【变式训练1】已知椭圆,倾斜角为的直线过椭圆的左焦点和上顶点B,且(其中A为右顶点).
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若过点的直线l与椭圆C交于不同的两点P,Q,且,求实数m的取值范围.
【变式训练2】已知椭圆的上下两个焦点分别为,过点与轴垂直的直线交椭圆于 两点,的面积为,椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知为坐标原点,直线与轴交于点,与椭圆交于两个不同的点,若存在实数,使得,求的取值范围.
类型四、二元参数范围
例.已知椭圆的左、右焦点分别为、,左、右顶点分别为,为椭圆上一点,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)过的直线与椭圆交于两点(其中点位于轴上方),记直线的斜率分别为,求的最小值.
【变式训练1】已知椭圆的左顶点为A,右焦点为F,M是椭圆上任意一点,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
类型五、与其他章节融合
例.已知O为坐标原点,不经过点O的直线l与椭圆交于A,B两点,M为线段的中点,线段的中垂线与x轴的交点为N,则的正切值的最大值为 .
【变式训练1】已知点F为椭圆的左焦点,O为坐标原点,过椭圆的右顶点作垂直于x轴的直线l,若直线l上存在点P满足,则椭圆C的离心率的取值范围为 .
【变式训练2】已知椭圆的离心率是双曲线的离心率的倒数,椭圆的左、右焦点分别为,上顶点为,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)当过点的动直线与椭圆相交于两个不同点时,设,求的取值范围.
【变式训练3】已知复数z在复平面内对应的点为,,Z的轨迹为C.
(1)求C的方程;
(2)若,,过F的直线交C于,两点,且平分,求直线的方程.
1.已知椭圆:,左、右焦点分别为,过的直线交椭圆于两点,若的最大值为5,则的值是( )
A.1 B. C. D.
2.已知椭圆的左焦点为F,过F的直线l与E交于A,B两点,则下列说法正确的是( )
A.若直线l垂直于x轴,则 B.
C.若,则直线l的斜率为 D.若,则
3.设分别是椭圆的左、右焦点,设过定点的直线l与椭圆交于不同的两点A、B,且为锐角(其中O为坐标原点),则直线l的斜率k的取值范围为( )
A. B.
C. D.
4.(多选)已知为坐标原点,椭圆:的左、右焦点分别为、,椭圆的上顶点和右顶点分别为A、B,点P、Q都在上,且,则下列说法正确的是( )
A.周长的最小值为14
B.四边形可能是矩形
C.直线,的斜率之积为定值
D.的面积最大值为
5.(多选)已知椭圆的左、右顶点分别为,左焦点为为上异于的一点,过点且垂直于轴的直线与的另一个交点为,交轴于点,则( )
A.存在点,使
B.
C.的最小值为
D.周长的最大值为8
6.(多选)在平面直角坐标系xOy中,已知F1,F2分别是椭圆的左,右焦点,点A,B是椭圆C上异于长轴端点的两点,且满足,则( )
A.△ABF2的周长为定值 B.AB的长度最小值为1
C.若AB⊥AF2,则λ=3 D.λ的取值范围是[1,5]
7.在平面直角坐标系中,已知椭圆的左、右焦点分别为、,点A在椭圆E上且在第一象限内,,点A关于y轴的对称点为点B,在x轴上任取一点P,直线与直线相交于点Q,则的最大值为_______________;
8.已知椭圆E:的焦距为,且经过点.
(1)求椭圆E的标准方程:
(2)过椭圆E的左焦点作直线l与椭圆E相交于A,B两点(点A在x轴上方),过点A,B分别作椭圆的切线,两切线交于点M,求的最大值.
9.如图.已知圆,圆.动圆与这两个圆均内切.
(1)求圆心的轨迹的方程;
(2)若、是曲线上的两点,是曲线C上位于直线两侧的动点.若直线的斜率为,求四边形面积的最大值.
10.已知分别是椭圆的左、右顶点,过点、斜率为的直线交椭圆于两个不同的点.
(1)求椭圆的焦距和离心率;
(2)若点落在以线段为直径的圆的外部,求的取值范围;
(3)若,设直线分别交轴于点,求的取值范围.
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!1
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题08 椭圆中最值范围五种考法
目录
解题知识必备 1
压轴题型讲练 1
类型一、线段最值……………………………………………………………………1
类型二、面积最值 4
类型三、一元参数范围 8
类型四、二元参数范围 11
类型五、与其他章节融合……………………………………………………………13
压轴能力测评(10题) 18
1.求最值及问题常用的两种方法:
(1)几何法:题中给出的条件有明显的几何特征,则考虑用几何图形性质来解决;
(2)代数法:题中所给出的条件和结论的几何特征不明显,则可以建立目标函数,再求该函数的最值,求函数的最值常见的方法有基本不等式法、单调性法、导数法和三角换元法等。
2.求范围及问题常用的两种方法:
(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.
类型一、线段最值与范围
例.已知椭圆的左、右焦点分别为,,过的直线与交于P,Q两点,的周长为8,焦距为.
(1)求椭圆的方程;
(2)若直线与圆相切,且与交于不同的两点R,S,求的取值范围.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)由的周长结合椭圆的定义得出,再由的关系求出,进而得出椭圆的方程;
(2)当直线斜率不存在时,,当直线斜率存在时,设直线的方程为,由直线与圆相切,得,再联立方程组,由弦长公式求最值.
【详解】(1)因为的周长为8,
所以,解得,
焦距为,,所以,
所以椭圆E的方程为.
(2)由(1)可知圆,
当直线斜率不存在时,为或,
当时,,则,
当时,同理,
当直线斜率存在时,设斜率为,则直线的方程为,
因为直线与圆相切,所以,则,
设,
联立椭圆于直线方程,消元得,
所以,
由,得,
,
令,
则,
由,所以当时,,
而时,单调递减,所以,所以.
【变式训练1】现有一“v”型的挡板如图所示,一椭圆形物件的短轴顶点被固定在A点.物件可绕A点在平面内旋转.AP间距离可调节且与两侧挡板的角度固定为60°.已知椭圆长轴长为4,短轴长为2.在某个角度固定椭圆,则当椭圆不超过挡板时AP间距离最短为多少;
【答案】
【详解】由题意,如图,该椭圆的方程为,,分别为椭圆的2条切线,
切点分别为,设直线的斜率分别为.
设,当时,其中1个不存在,另1个趋于;
当时,设过点P的直线为,
,
所以,
整理,得,①
由是方程①的2个实根,得,
所以
,
又,所以,
当时,点P在圆的外部,则,此时;
当时,点P在圆的内部,则,此时,
所以.又或,
所以或,
整理,得或.
要求的最小值,只需考虑为钝角的情况,
即且,
得.
令,则且,即,
解得,所以,所以,
当且仅当三点共线时等号成立.
故,得.
综上,的最小值为.
类型二、面积最值与范围
例.是椭圆的右焦点,其中.点、分别为椭圆的左、右顶点,圆过点与坐标原点,是椭圆上异于、的动点,且的周长小于.
(1)求的标准方程;
(2)连接与圆交于点,若与交于点,求的取值范围.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)由已知可得出,由椭圆的定义结合三点共线可得出的周长小于,可得出关于的不等式,结合可求得,即可求得、的值,由此可得出椭圆的标准方程;
(2)设,可得出,求出点、的横坐标,利用三角形的面积公式可得出关于的表达式,结合可求得结果.
【详解】(1)解:因为圆过点与坐标原点,.
设的左焦点为,则的周长
,
所以,,则,且,故,所以,,.
因此,椭圆的坐标方程为.
(2)解:设,其中,其中,且,
直线的斜率为,所以,直线的方程为,
同理可知直线的方程为,又,所以,直线的方程为.
联立直线、的方程,可得,解得,
联立直线、的方程,可得,解得.
所以,.
【变式训练1】如图,已知圆的左顶点,过右焦点F的直线l与椭圆C相交于M,N两点,当直线轴时,.
(1)求椭圆C的方程;
(2)记的面积分别为,求的取值范围.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)由顶点坐标得,再由通径长得,从而得椭圆方程;
(2)设直线方程为,设,,
直线方程代入椭圆方程整理后应用韦达定理得,求出的范围,解不等式得的范围,从而得出结论.
【详解】(1)由已知,当直线轴时,是椭圆的通径,所以,,
椭圆方程为;
(2)由(1)得,即,由题意直线斜率不可能为0,
设直线方程为,设,由得,
,,,
时,,,时,,记,显然,
则,解得,,综上,,
所以
【变式训练2】已知是椭圆的左右焦点,以为直径的圆和椭圆在第一象限的交点为,若三角形的面积为1,其内切圆的半径为.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知A是椭圆的上顶点,过点的直线与椭圆交于不同的两点,点在第二象限,直线分别与轴交于,求四边形面积的最大值.
【答案】(1)(2)4
【分析】(1)根据三角形的面积及内切圆的半径列出方程组求得得椭圆方程;
(2)设直线的方程与椭圆方程联立,,写出直线的方程求出的坐标,并求出, ,将表示为的函数,使用基本不等式求最大值.
【详解】(1)由题意知,则,
又,
则,
又,
解得,
所以椭圆的方程为.
(2)设直线的方程为
联立方程组,可得,
则,直线的方程:,所以,同理,
,,
,
当且仅当时,四边形的面积最大,最大值为4.
类型三、一元参数范围
例.已知,分别为椭圆的左、右焦点,设直线与椭圆C相交于A,B两点,O为坐标原点,且.若椭圆C上存在点E,使得四边形OAED为平行四边形,求m的取值范围.
【答案】
【分析】设,,则,结合平行四边形OAED,可得,联立直线和椭圆方程,利用韦达定理可得,.进而得到,从而求解.
【详解】设,,则.
四边形OAED为平行四边形,
,.
点A,B,E均在椭圆C上,
,,.
,.
.
由消去y,得.
显然.
,.
.,
因为,所以,即,
所以,即,
【变式训练1】已知椭圆,倾斜角为的直线过椭圆的左焦点和上顶点B,且(其中A为右顶点).
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若过点的直线l与椭圆C交于不同的两点P,Q,且,求实数m的取值范围.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)根据条件,列出关于的方程组,即可求椭圆方程;
(2)讨论直线的斜率不存在和存在两种情况,联立方程,将向量关系,转化为坐标关系,并利用韦达定理消元整理,并根据,求解.
【详解】(1)由题可知 解得故椭圆的方程为.
(2)当直线l的斜率不存在时,设,,,
由,,得,同理,当,时,得,所以,
当直线l的斜率存在时,即时,设直线的方程为,联立
消去y得.因为直线l与椭圆C交于不同的两点P、Q,
所以,即①.设,则②,则,由,得③,
③代入②得,化简整理得④,将④代入①得,
化简得,解得或.
综上,m的取值范围为
【变式训练2】已知椭圆的上下两个焦点分别为,过点与轴垂直的直线交椭圆于 两点,的面积为,椭圆的离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知为坐标原点,直线与轴交于点,与椭圆交于两个不同的点,若存在实数,使得,求的取值范围.
【答案】(1) (2) (﹣2,﹣1)∪(1,2)∪{0}
【分析】(Ⅰ)根据题目条件,由椭圆焦点坐标和对称性计算的面积,建立等式关系,结合关系式,离心率计算公式,问题可得解;(Ⅱ)由题意,可分直线是否过原点,对截距进行分类讨论,再利用椭圆对称性、向量共线、直线与椭圆有交点等性质、条件进行运算即可.
【详解】(Ⅰ)根据已知椭圆的焦距为,当时,,
由题意的面积为,
由已知得,∴,∴,
∴椭圆的标准方程为.
(Ⅱ)若,则,由椭圆的对称性得,即,
∴能使成立.
若,由,得,
因为,,共线,所以,解得.
设,,由
得,
由已知得,即,
且,,
由,得,即,∴,
∴,即.
当时,不成立,∴,
∵,∴,即,
∴,解得或.
综上所述,的取值范围为.
类型四、二元参数范围
例.已知椭圆的左、右焦点分别为、,左、右顶点分别为,为椭圆上一点,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)过的直线与椭圆交于两点(其中点位于轴上方),记直线的斜率分别为,求的最小值.
【答案】(1) ; (2)
【分析】(1)根据椭圆的定义直接求解即可;
(2)设直线,,,将椭圆方程与直线方程联立,利用韦达定理求解即可.
【详解】(1)由于椭圆的左、右焦点分别为、,点为椭圆上,且,
所以根据椭圆定义可知,,
则,
所以椭圆的方程为:.
(2)由题意可知直线斜率不为0,
设直线,,,
联立可得,
则得,,
所以,
由于点位于轴上方,所以均大于,
所以,即,
所以,当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为.
【变式训练1】已知椭圆的左顶点为A,右焦点为F,M是椭圆上任意一点,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】解法一 :由题意可得,,,设.表示出,然后根据椭圆的范围即可求出范围;解法二:由题意可得,,,设,取线段AF的中点,可推得,然后根据椭圆的范围即可求出范围.
【详解】解法一:
由题意知,,设.
则.
因为,所以,所以,
所以.
解法二:
由题意知,.
设,取线段AF的中点N,则,连接MN.
则.
因为,所以,所以,
所以.
故选:D.
类型五、与其他章节融合
例.已知O为坐标原点,不经过点O的直线l与椭圆交于A,B两点,M为线段的中点,线段的中垂线与x轴的交点为N,则的正切值的最大值为 .
【答案】
【分析】设直线的方程为,与椭圆方程联立,利用韦达定理表示,求得,利用到角公式可得答案.
【详解】由已知得直线的斜率存在,且不为0,设直线的方程为
所以得,
设,
所以,,,
则,,
由,
当时,
,
当且仅当即等号成立.
当时,,不合题意
故答案为:.
【变式训练1】已知点F为椭圆的左焦点,O为坐标原点,过椭圆的右顶点作垂直于x轴的直线l,若直线l上存在点P满足,则椭圆C的离心率的取值范围为 .
【答案】
【分析】设,由求出,结合正切的差角公式及基本不等式求得,解不等式即可求得离心率的取值范围.
【详解】
设,其中,右顶点为,由,则,,
又由,有,
又由,有,当且仅当时取等,
整理为,可得,解得.
故答案为:.
【变式训练2】已知椭圆的离心率是双曲线的离心率的倒数,椭圆的左、右焦点分别为,上顶点为,且.
(1)求椭圆的方程;
(2)当过点的动直线与椭圆相交于两个不同点时,设,求的取值范围.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)根据向量数量积得到关系式,结合离心率以及求解出,则椭圆方程可求;
(2)设出坐标,根据向量共线表示出对应坐标关系,再利用点差法结合已知坐标关系进行化简从而得到关于的表示,根据椭圆的有界性可求的范围.
【详解】(1)设点的坐标分别为,
又点的坐标为,且,
所以,解得,
所以椭圆的方程为.
(2)设,则依据得,
整理得,
又,故,
得,
即,
当时,此时,即重合,显然不成立,所以,
所以,即,
又,得,
又,故,且,
故实数的取值范围为.
【变式训练3】已知复数z在复平面内对应的点为,,Z的轨迹为C.
(1)求C的方程;
(2)若,,过F的直线交C于,两点,且平分,求直线的方程.
【答案】(1); (2)
【分析】(1)设复数,根据题意建立等式求解即可;
(2)设直线,根据题意直线与曲线联立方程求解即可.
【详解】(1)设,则,
所以,
整理得,即C的方程为.
(2)由题意知,直线的斜率不为0,设,,,
联立得,,
所以,;①
由平分知,即,
又,则,
整理得,
代入①式得,所以.
所以直线的方程为.
1.已知椭圆:,左、右焦点分别为,过的直线交椭圆于两点,若的最大值为5,则的值是( )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【分析】由题意可知椭圆是焦点在x轴上的椭圆,利用椭圆定义得到|BF2|+|AF2|=8﹣|AB|,再由过椭圆焦点的弦中通径的长最短,可知当AB垂直于x轴时|AB|最小,把|AB|的最小值b2代入|BF2|+|AF2|=8﹣|AB|,由|BF2|+|AF2|的最大值等于5列式求b的值即可.
【详解】由0<b<2可知,焦点在x轴上,
∵过F1的直线l交椭圆于A,B两点,
则|BF2|+|AF2|+|BF1|+|AF1|=2a+2a=4a=8
∴|BF2|+|AF2|=8﹣|AB|.
当AB垂直x轴时|AB|最小,|BF2|+|AF2|值最大,
此时|AB|=b2,则5=8﹣b2,
解得b,
故选D.
2.已知椭圆的左焦点为F,过F的直线l与E交于A,B两点,则下列说法正确的是( )
A.若直线l垂直于x轴,则 B.
C.若,则直线l的斜率为 D.若,则
【答案】B
【分析】求出椭圆E的左焦点,设出直线l的方程并与椭圆方程联立,逐项计算判断作答.
【详解】依题意,椭圆的左焦点为,设,
对于A,轴,直线,由得:,则,A错误;
对于B,l不垂直于x轴时,设l的方程为,由消去y并整理得:
,则,,
,
显然,于是得,由选项A知,当轴时,,因此,B正确;
对于C,当时,由选项B得,解得,C错误;
对于D,因,有,则,即,
而,,
同理,则有,即,于是得,
因此,D错误.
故选:B
3.设分别是椭圆的左、右焦点,设过定点的直线l与椭圆交于不同的两点A、B,且为锐角(其中O为坐标原点),则直线l的斜率k的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】(1)求出椭圆的a、b、c,设,利用平面数量积的坐标表示和即可求解;
(2)设直线的方程和,联立椭圆方程,根据和为锐角可得,结合韦达定理代入化简计算即可求解.
【详解】(1)由题意知,,所以,设,
则,
又,有,解得,所以;
(2)显然不满足题意,设直线的方程为,设,
,,解得,①
,则,
又为锐角,则,即,,所以
,解得,②由①②,解得或,
所以实数k的取值范围为
故选:C
4.(多选)已知为坐标原点,椭圆:的左、右焦点分别为、,椭圆的上顶点和右顶点分别为A、B,点P、Q都在上,且,则下列说法正确的是( )
A.周长的最小值为14
B.四边形可能是矩形
C.直线,的斜率之积为定值
D.的面积最大值为
【答案】ACD
【分析】对四个选项一一判断:对于A:利用椭圆的对称性,判断出PQ为椭圆的短轴时, 周长最小.即可判断;对于B:判断出,从而四边形不可能是矩形.即可判断;对于C:设,直接计算出.即可判断;对于D.由的面积为.即可判断.
【详解】由,可知P,Q关于原点对称.
对于A.根据椭圆的对称性,,当PQ为椭圆的短轴时,有最小值6,所以周长的最小值为14.故A正确;
对于B.因为,所以,
则,故椭圆上不存在点,使得,
又四边形是平行四边形,所以四边形不可能是矩形.故B不正确.
对于C.由题意得,设,则,
所以.故C正确;
对于D.设的面积为,所以当PQ为椭圆的短轴时,最大,所以.故D正确.
故选:ACD.
5.(多选)已知椭圆的左、右顶点分别为,左焦点为为上异于的一点,过点且垂直于轴的直线与的另一个交点为,交轴于点,则( )
A.存在点,使
B.
C.的最小值为
D.周长的最大值为8
【答案】BCD
【分析】对于A,判断与的大小即即可;对于B,设,,,利用坐标分别求出等式左右验证即可;对于C,求出,利用二次函数求最值即可;对于D,利用椭圆的定义,转化求的最大值,即可.
【详解】
对于A,设椭圆的上顶点为,则直角三角形中,,则,故A错误;
对于B,设,则,,且,即,又,
则,
又,故,则B正确;
对于C,,,,
则当时,取最小值为,故C正确;
对于D,设椭圆的右焦点为,
的周长为:,
当且仅当三点共线时,等号成立,故D正确,
故选:BCD.
6.(多选)在平面直角坐标系xOy中,已知F1,F2分别是椭圆的左,右焦点,点A,B是椭圆C上异于长轴端点的两点,且满足,则( )
A.△ABF2的周长为定值 B.AB的长度最小值为1
C.若AB⊥AF2,则λ=3 D.λ的取值范围是[1,5]
【答案】AC
【详解】因为,则三点共线,周长是定值,A对.
,B错.
∵,则,A在上、下顶点处,不妨设,则
解得或,,,,C对.
令
消x可得,
时,
时,∴,D错.
故选:AC.
7.在平面直角坐标系中,已知椭圆的左、右焦点分别为、,点A在椭圆E上且在第一象限内,,点A关于y轴的对称点为点B,在x轴上任取一点P,直线与直线相交于点Q,则的最大值为_______________;
【答案】3
【详解】由椭圆的左,右焦点分别为,,
设,因为,可得,
整理得,
又因为,联立方程组,解得,,
所以点点坐标为.
设P点坐标为,则可得Q点坐标为,
由,
当时,取最大值,最大值为.
故答案为:3
8.已知椭圆E:的焦距为,且经过点.
(1)求椭圆E的标准方程:
(2)过椭圆E的左焦点作直线l与椭圆E相交于A,B两点(点A在x轴上方),过点A,B分别作椭圆的切线,两切线交于点M,求的最大值.
【答案】(1)(2)2【分析】(1)由待定系数法求解析式;
(2)设出直线方程,由韦达定理法及导数法求得两切线方程,即可联立两切线方程解得交点M,再由弦长公式及两点距离公式表示出,进而讨论最值.
【详解】(1)由题意得,所以,即椭圆方程为;
(2)当直线l斜率为0时,A,B分别为椭圆的左右顶点,此时切线平行无交点.故设直线l:,
由,得.,,.
不妨设在x轴上方,则在x轴下方.
椭圆在x轴上方对应方程为,,则A处切线斜率为,得切线方程为,整理得.同理可得B处的切线方程为.
由得,
代入①得,所以.
因为,所以
设,则,则,
当且仅当,即时,的最大值是2.
另解:当直线l的斜率存在时,设l:,
由得,
所以,,,
椭圆在x轴上方的部分方程为,,
则过的切线方程为,
即,
同理可得过的切线方程为.
由得
设,则,
所以直线l的方程为,所以.
,
令,则,所以,
当时,即时,取得最大值,为2.
9.如图.已知圆,圆.动圆与这两个圆均内切.
(1)求圆心的轨迹的方程;
(2)若、是曲线上的两点,是曲线C上位于直线两侧的动点.若直线的斜率为,求四边形面积的最大值.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)设动圆与两个已知圆的切点分别为,根据椭圆的定义可得点的轨迹是以M,N为焦点的椭圆,求出可得答案;
(2)设,,直线的方程为,代入椭圆方程,由得的范围,利用韦达定理得四边形的面积可得答案;
【详解】(1)如图,设动圆与两个已知圆的切点分别为,由,,
所以点的轨迹是以M,N为焦点的椭圆,所以,
所以点的轨迹方程为:;
(2)设,,直线的方程为,代入中,
整理得,,解得,,,
四边形的面积,
当时,,所以四边形面积的最大值为;
10.已知分别是椭圆的左、右顶点,过点、斜率为的直线交椭圆于两个不同的点.
(1)求椭圆的焦距和离心率;
(2)若点落在以线段为直径的圆的外部,求的取值范围;
(3)若,设直线分别交轴于点,求的取值范围.
【答案】(1)4,.(2);(3)
【分析】(1)由椭圆方程可求出得解;
(2)点B落在以线段为直径的圆的外部,即,联立直线与椭圆的方程,利用根与系数关系代入运算得解;
(3)设,,由,可得,即,同理可得,,由得,同理得,可得的表达式,结合(2)代入运算得解.
【详解】(1),,,,即,
所以椭圆的焦距为4,离心率为.
(2)设,,直线,又,
联立方程,消去整理得,
,即或,
,,
点B落在以线段为直径的圆的外部,即,
则,又,,
可得,
代入,运算整理得,,解得或,又或,
所以的取值范围为.
(3)设,,,,
由,可得,即,
同理可得,,
又即,解得,
同理可得,
又由(2)知,,,,,
,
又,.
所以的取值范围为.
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!2
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$