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重难点突破17圆锥曲线中参数范围与最值问题
目录TOC\o1-2\h\z\u
01方法技巧与总结 2
02题型归纳与总结 2
题型一:弦长最值问题 2
题型二:三角形面积最值问题 11
题型三:四边形面积最值问题 16
题型四:弦长的取值范围问题 22
题型五:三角形面积的取值范围问题 28
题型六:四边形面积的取值范围问题 36
题型七:向量数量积的取值范围问题 40
题型八:参数的取值范围 45
03过关测试 52
1、求最值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,这是几何法.
(2)代数法:题中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,这就是代数法.
2、求参数范围问题的常用方法
构建所求几何量的含参一元函数,形如,并且进一步找到自变量范围,进而求出值域,即所求几何量的范围,常见的函数有:
(1)二次函数;(2)“对勾函数”;(3)反比例函数;(4)分式函数.若出现非常规函数,则可考虑通过换元“化归”为常规函数,或者利用导数进行解决.这里找自变量的取值范围在或者换元的过程中产生.除此之外,在找自变量取值范围时,还可以从以下几个方面考虑:
①利用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,求出新参数的范围,解题的关键是建立两个参数之间的等量关系.
③利用基本不等式求出参数的取值范围.
④利用函数值域的求法,确定参数的取值范围.
题型一:弦长最值问题
【典例1-1】(2024·陕西安康·模拟预测)已知椭圆的左?右焦点分别为,上?下顶点分别为,四边形的面积为且有一个内角为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若以线段为直径的圆与椭圆无公共点,过点的直线与椭圆交于两点(点在点的上方),线段上存在点,使得,求的最小值.【解析】(1)由题意可得,可得,
,或,
所以椭圆的方程为:或;
(2)由以线段为直径的圆与椭圆无公共点,得,
所以椭圆的标准方程为:,
因为,所以点在椭圆外,
设,
当直线的斜率存在时,,
由,可得,解得,(*)
设直线,
联立,整理可得:,
由,
整理可得:,解得或,
且,
代入整理可得,
代入直线的方程,得,
可得,
当直线的斜率不存在时,,则,
由,得,也满足方程,
所以点在直线(在椭圆内部)上,
设点F21,0关于直线的对称点为,
则解得,
所以,
此时点在椭圆内,符合题意,
所以的最小值为.
【典例1-2】过点的直线与椭圆交于点A和B,且.点,若O为坐标原点,求的最小值.
【解析】
解法一:由且,得,
说明P,Q关于椭圆调和共轭,则Q在对应的极线上,此极线方程为,即,
故OQ的最小值就是点O到直线的距离.
解法二:构造同构式设点Q,A,B的坐标分别为,
由题设有,则,
又Q,A,P,B四点共线,故可设.
则.①.②
点Ax1,y1在椭圆上,将①
点Bx2,y2在椭圆上,将
由③④知μ,-μ是方程的两根,
由韦达定理得,点Q的轨迹方程为,
故OQ的最小值就是点O到直线的距离.
解法3:定比点差法
设,由,得,
同理,由,得,
∴,(*)
由,作差整理得,
代入(*)式有,∴点Q的轨迹方程为.
故OQ的最小值就是点O到直线的距离.
【变式1-1】(2024·福建泉州·模拟预测)已知椭圆的左右焦点分别是,双曲线的顶点恰好是、,且一条渐近线是.
(1)求的方程:
(2)若上任意一点(异于顶点),作直线交于,作直线交于,求的最小值.【解析】(1)由椭圆得:左右焦点分别是,
因为双曲线的顶点恰好是、,设双曲线的方程为:,
所以,
又由一条渐近线是,可得,所以,
即双曲线的方程为:,
(2)
设直线的方程为:,与椭圆联立得:
,
可设Ax1
则,
同理可设直线的方程为:,与椭圆联立得:
,
可设,则
则,
再由直线的方程为:与直线的方程为:联立解得:
,
由于这两直线交点就是点,则把点的坐标代入双曲线的方程得:,化简得:,
点(异于顶点),所以,即,
则
,
当且仅当,即时,有最小值.
【变式1-2】已知曲线:.
(1)若曲线为双曲线,且渐近线方程为,求曲线的离心率;
(2)若曲线为椭圆,且在曲线上.过原点且斜率存在的直线和直线(与不重合)与椭圆分别交于,两点和,两点,且点满足到直线和的距离都等于,求直线和的斜率之积;
(3)若,过点A0,-1的直线与直线交于点,与椭圆交于,点关于原点的对称点为,直线交直线交于点,求的最小值.
【解析】(1)因为曲线:为双曲线,
若焦点在轴,则,又渐近线方程为,
则,即,解得或(舍去),此时曲线的离心率;
若焦点在轴,
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