2020高考数学大一轮复习第九章平面解析几何9-9圆锥曲线的综合问题第2课时范围最值问题教师用书理苏教 联系客服

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2019年

【2019最新】精选高考数学大一轮复习第九章平面解析几何9-9圆锥曲线

的综合问题第2课时范围最值问题教师用书理苏教

题型一 范围问题

例1 (2015·天津)已知椭圆+=1(a>b>0)的左焦点为F(-c,0),离心率为,点M在椭圆上且位于第一象限,直线FM被圆x2+y2=截得的线段的长为c,FM=. (1)求直线FM的斜率; (2)求椭圆的方程;

(3)设动点P在椭圆上,若直线FP的斜率大于,求直线OP(O为原点)的斜率的取值范围.

解 (1)由已知,有=,

又由a2=b2+c2,可得a2=3c2,b2=2c2.

设直线FM的斜率为k(k>0),F(-c,0),则直线FM的方程为y=k(x+c). 由已知,有2+2=2, 解得k=.

(2)由(1)得椭圆方程为+=1,直线FM的方程为y=(x+c),两个方程联立,消去y,整理得3x2+2cx-5c2=0,解得x=-c或x=c. 因为点M在第一象限,可得M的坐标为. 由FM= =.

解得c=1,所以椭圆的方程为+=1.

(3)设点P的坐标为(x,y),直线FP的斜率为t,

得t=,即直线FP的方程为y=t(x+1)(x≠-1),与椭圆方程联立消去y, 整理得2x2+3t2(x+1)2=6, 又由已知,得t= >, 解得-<x<-1或-1<x<0.

2019年

设直线OP的斜率为m,得m=,即y=mx(x≠0),与椭圆方程联立,整理得m2=-. ①当x∈时,有y=t(x+1)<0, 因此m>0,于是m= ,得m∈.

②当x∈(-1,0)时,有y=t(x+1)>0, 因此m<0,于是m=- , 得m∈.

综上,直线OP的斜率的取值范围是∪.

思维升华 解决圆锥曲线中的取值范围问题应考虑的五个方面

(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.

(2016·扬州模拟)如图,已知椭圆+=1(a>b>0)的左,右焦点分别为F1,F2,P是椭圆上一点,点M在PF1上,且满足=λ (λ∈R),PO⊥F2M,O为坐标原点. (1)若椭圆的方程为+=1,且点P的坐标为(2,),求点M的横坐标; (2)若λ=2,求椭圆离心率e的取值范围. 解 (1)因为椭圆的方程为+=1,

所以点F1的坐标为(-2,0),点F2的坐标为(2,0), 所以kOP=,=-,=,kFMkFM

21所以直线F2M的方程为y=-(x-2), 直线F1M的方程为y=(x+2). 联立 解得x=, 所以点M的横坐标为.

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(2)设点P的坐标为(x0,y0),点M的坐标为(xM,yM), 因为=2,

所以=(x0+c,y0)=(xM+c,yM), 所以点M的坐标为(x0-c,y0),

F2M=(x0-c,y0).

因为PO⊥F2M,=(x0,y0),

所以(x0-c)x0+y=0,即x+y=2cx0.

x20+y20=2cx0,??联立?x20y20

+=1,??a2b2

消去y0,得c2x-2a2cx0+a2(a2-c2)=0, 解得x0=或x0=.

因为-a. 又椭圆离心率e∈(0,1),

故椭圆离心率e的取值范围为(,1). 题型二 最值问题

命题点1 利用三角函数有界性求最值

例2 (2016·徐州模拟)过抛物线y2=4x的焦点F的直线交抛物线于A,B两点,点O是坐标原点,则AF·BF的最小值是_____. 答案 4

解析 设直线AB的倾斜角为θ,可得AF=,BF=,则AF·BF=×=≥4. 命题点2 数形结合利用几何性质求最值

例3 (2015·江苏)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

2 2

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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,故两平行线的距离d==.由点P到直线x-y+1=0的距离大于c恒成立,得c≤,故c的最大值为.

命题点3 转化为函数利用基本不等式或二次函数求最值

例4 (2016·山东)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的长轴长为4,焦距为2. (1)求椭圆C的方程.

(2)过动点M(0,m)(m>0)的直线交x轴于点N,交C于点A,P(P在第一象限),且是线段PN的中点.过点P作x轴的垂线交C于另一点Q,延长QM交C于点B. ①设直线PM,QM的斜率分别为k,k′,证明为定值; ②求直线AB的斜率的最小值. (1)解 设椭圆的半焦距为c. 由题意知2a=4,2c=2. 所以a=2,b==.

所以椭圆C的方程为+=1.

(2)①证明 设P(x0,y0)(x0>0,y0>0). 由M(0,m),可得P(x0,2m),Q(x0,-2m). 所以直线PM的斜率k==. 直线QM的斜率k′==-. 此时=-3.所以为定值-3.

②解 设A(x1,y1),B(x2,y2). 由①知直线PA的方程为y=kx+m,则 直线QB的方程为y=-3kx+m.

?y联立?

=kx+m,??x2?4+y2

2

=1,

整理得(2k2+1)x2+4mkx+2m2-4=0, 由x0x1=,可得x1=,

M