内容正文:
提升点11 最值、范围问题
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题型一 最值问题
若所求圆锥曲线的最值与已知条件具有比较明确的关系,则可以考虑
建立目标函数,再通过研究函数的单调性、图象或基本不等式等来解决.
求解步骤是:
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(1)求椭圆 的方程;
【解】由题可知,,,又 ,
解得,, ,
所以椭圆的方程为 .
[例1] 已知椭圆的短轴长为2,且离心率为 .
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(2)设与圆相切的直线交椭圆于,两点( 为坐标原
点),求线段 长度的最大值.
【解】 设, ,
①当轴或轴时,易得 ,
②当与轴或轴不垂直时,设直线的方程为 ,
由已知得,即 ,
联立消去 ,
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整理得 ,
则 ,
故, ,
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,
当且仅当,即 时,等号成立,
所以 ,
综上可知,线段 长度的最大值为2.
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圆锥曲线中最值问题的2种基本解法
几何
法 根据已知的几何量之间的相互关系、平面几何和解析几何知识加
以解决(如抛物线上的点到某个定点和焦点的距离之和、光线反
射问题等在选择题、填空题中经常考查)
代数
法 建立求解目标关于某个(或两个)变量的函数,通过求解函数的最
值来解决(普通方法、基本不等式方法、导数方法等)
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[对点训练] 设过原点的直线 在第一、三象限内分别交双曲线
于,两点,过原点的直线 在第二、四象限内分别交
双曲线于,两点,若直线过双曲线的右焦点,求四边形 面
积的最小值.
解:由双曲线的对称性,知, ,
所以四边形 为平行四边形,
所以 .
由题意知直线的斜率不为0, ,
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设直线的方程为,, ,联立
消去 ,
整理得 .
,
则, .
因为, 均在双曲线右支上,
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所以
所以
解得 .
所以
,
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.
令,则 .
所以 .
令 ,
易得在区间, 上单调递减,
所以当时, .
所以四边形 面积的最小值为24.
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题型二 范围问题
求解圆锥曲线中的范围问题,需通过不等式的变形或不等式的求解来
确定范围.求解步骤是:
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[例2] (2024·上海卷节选)已知双曲线 ,左、
右顶点分别为,,过点的直线交双曲线 于, 两点.
(1)若 的离心率为2,求 ;
【解】由双曲线的方程知 ,
所以,因为离心率为2,所以,得 .
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(2)连接为坐标原点)并延长交 于点,若,求 的
取值范围.
【解】 由双曲线的方程知,,且由题意知, 关于原
点对称.
设,,则 .
由题意设直线的方程为 .
联立消去,得, ,
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且,即 .
由根与系数的关系,得, .
因为, ,
由,得 ,
所以 ,
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即 ,整理得
,
所以 ,
整理得 ,
所以, .
又,所以,又,故的取值范围是, .
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圆锥曲线中的取值范围问题的求解方法
(1)函数法:用其他变量表示参数,建立函数关系,利用求函数值域的
方法求解.
(2)不等式法:根据题意建立含参数的不等式,通过解不等式求参数的
取值范围.
(3)判别式法:建立关于某变量的一元二次方程,利用判别式<m></m> 求参数
的取值范围.
(4)数形结合法:研究参数所表示的几何意义,利用数形结合思想求解.
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[对点训练] 已知椭圆 .
(1)若,求椭圆 的离心率;
解:当时,椭圆 的方程为 ,
则,,所以 ,
所以椭圆 的离心率 .
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(2)若为椭圆 上一点,过点作一条斜率为 的直线与双曲线
仅有一个公共点,求 的取值范围.
解:设过点且斜率为的直线的方程为 ,
由得 ,
整理得 ,则
,
整理得 .①
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由得 ,
整理得 ,
则 ,
整理得 .②
由①②可得 ,
解得 ,
由且,可得 ,
又,所以 .
故的取值范围为 .
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