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【精品】2020年高考数学总复习专题讲义★☆专题5.3 解析几何中的范围问题 (解析版)

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【精品】2020年高考数学总复习专题讲义★☆

一.方法综述

圆锥曲线中最值与范围问题的常见求法:

(1)几何法,若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用图形性质来解决;

(2)代数法,若题目的条件和结论能体现一种明确的函数关系,则可首先建立目标函数,再求这个函数的最值.在利用代数法解决最值与范围问题时常从以下几个方面考虑: ①利用判别式来构造不等关系,从而确定取值范围;

②利用隐含或已知的不等关系建立不等式,从而求出取值范围; ③利用基本不等式求出取值范围; ④利用函数的值域的求法,确定取值范围. 二.解题策略

类型一 利用题设条件,结合几何特征与性质求范围

【例1】【安徽省六安市第一中学2019届高考模拟四】点在椭圆圆A.【答案】D 【解析】

解:设椭圆的左焦点为则故要求即求圆所以

的最小值, 的最小值,

的半径为2

的最小值等于的最小值为

,故选D.

B.

上,则

C.

的最小值为( )

D.

上,的右焦点为,点在

【指点迷津】1. 本题考查了椭圆定义的知识、圆上一动点与圆外一定点距离的最值问题,解决问题时需要对题中的目标进行转化,将未知的问题转化为熟悉问题,将“多个动点问题”转化为“少(单)个动点”问题,

1

从而解决问题.

2.在圆锥曲线的最值问题中,若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义时,则考虑用图形性质来解决,这样可使问题的解决变得直观简捷. 【举一反三】

1.【河北省石家庄市第二中学2019届高三上期末】已知实数

,则

A.

B.2

C.

D.4

满足,

的最大值为( )

【答案】D 【解析】 设点

在圆

上,且

距离之和的

倍的最大值,

原问题等价于求解点A和点C到直线

如图所示,易知取得最大值时点A,C均位于直线作取

直线的中点,作

于点,直线

直线于点, , 方程为,

下方, 于点,

由梯形中位线的性质可知当

直线

时,直线

两平行线之间的距离:由圆的性质综上可得:本题选择D选项. 2.点动,则

分别为圆

的最小值为( ) ,

的最大值.

与圆上的动点,点在直线上运

2

A.7 【答案】A 【解析】 设圆 是圆

B.8 C.9 D.10

关于直线

,可得当点 位于线段

对称的圆,可得 上时,线段

,圆的方程为

的长就是圆 与圆上两个动点之间的距离

,圆的半径为,因此

的最小值为 ,所以A

最小值,此时的最小值为,,圆的半径为

,∴

选项是正确的.

类型二 通过建立目标问题的表达式,结合参数或几何性质求范围 【例2】抛物线坐标原点,【答案】【解析】因为点

.当

时,

的内切圆与

在抛物线上,所以,故

舍去,所以抛物线方程为

,点A到准线的距离为

,解得,所以

上一点

到抛物线准线的距离为

,点关于轴的对称点为,为的取值范围为__________.

切于点,点为内切圆上任意一点,则

是正三角形,边长为,其内切圆方程为,如图所示,∴.设点(

为参数),则,∴.

3

【指点迷津】本题主要考查抛物线性质的运用,参数方程的运用,三角函数的两角和公式合一变形求最值,属于难题,对于这类题目,首先利用已知条件得到抛物线的方程,进而可得到的方程,进而得到点的坐标,可利用内切圆的方程设出点含参数的坐标,进而得到从而得到其取值范围,因此正确求出内切圆的方程是解题的关键.

【举一反三】【东北三省三校(哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学)2019届高三二模】已知直线( ) A.

B.

C.

D.

与椭圆:

相交于,两点,为坐标原点.当

的面积取得最大值时,

为等边三角形和内切圆

【答案】A 【解析】

由,得.

设,,则,,

又到直线

的距离

.

则的面积 ,

当且仅当此时,故选A.

,即

.

时,的面积取得最大值.

4

类型三 利用根的判别式或韦达定理建立不等关系求范围

【例3】【四川省内江、眉山等六市2019届高三第二次诊断】若直线x﹣my+m=0与圆(x﹣1)2+y2=1相交,且两个交点位于坐标平面上不同的象限,则m的取值范围是( ) A.(0,1) 【答案】D 【解析】 圆与直线联立整理得

图像有两个交点

方程有两个不同的实数根,即

B.(0,2)

C.(﹣1,0)

D.(﹣2,0)

得圆

.

都在轴的正半轴和原点,若要交点在两个象限,则交点纵坐标的符号相反,即一个交

点在第一象限,一个交点在第四象限.

,解得

故选D项. 【指点迷津】圆

都在轴的正半轴和原点,若要两个交点在不同象限,则在第一、四象限,

,令其小于0,是否关注“判别式”大于零是易错点.

即两交点的纵坐标符号相反,通过联立得到

x2y2【举一反三】已知直线y??x?1与椭圆2?2?1?a?b?0?相交于A,B两点,且OA?OB(O为坐

ab标原点),若椭圆的离心率e??,?13??,则a的最大值为___________. 22??【答案】10 2 5

类型四 利用基本不等式求范围

【例4】如图,已知抛物线y?4x的焦点为F,直线l过F且依次交抛物线及圆?x?1??y2?221于点4A,B,C,D四点,则AB?4CD的最小值为( )

A.

17151311 B. C. D. 2222【答案】C

【解析】由题意得F?1,0?,即为圆的圆心,准线方程为x??1. 由抛物线的定义得AF?xA?1,又AF?AB?同理CD?xD?11,所以AB?xA?. 221. 2①当直线l与x轴垂直时,则有xA?xD?1, ∴AB?4CD?3315?4??. 2226

②当直线l与x轴不垂直时,设直线l方程为y?k?x?1?, 由{y?k?x?1?y2?4x 消去y整理得k2x2??2k2?4?x?k2?0,

2k2?4∴xA?xD?1,xA?xD?,

k2∴AB?4CD?xA?4xD?综上可得AB?4CD?5513?24xAxD??,当且仅当xA?4xD时等号成立. 22213.选C. 2【指点迷津】(1)与抛物线有关的最值问题,一般情况下都与抛物线的定义有关.利用定义可将抛物线上的点到焦点的距离转化为到准线的距离,可以使运算化繁为简.“看到准线想焦点,看到焦点想准线”,这是解决抛物线焦点弦有关问题的重要途径.

(2)圆锥曲线中的最值问题,可利用基本不等式求解,但要注意不等式成立的条件. 【举一反三】【

1.河南省安阳市2019届高考一模】已知双曲线

的圆心,且双曲线C的渐近线方程为

别为双曲线C的左、右焦点,则当A.2 【答案】B 【解析】 由圆Ω:

双曲线C的渐近线方程为且解得设

,,可得,

,当且仅当

可得故选:B.

7

的一个焦点恰为圆Ω:

.点P在双曲线C的右支上,,分

=( )

D.8

取得最小值时,

C.6

B.4

的圆心(2,0),可得焦点

,可得

,,

时取等号,

2.【四川省凉山州市2019届高三第二次诊断】已知抛物线:的焦点为,过点分别作两条直线,

,直线与抛物线交于、两点,直线与抛物线交于、两点,若与的斜率的平方和为,则

的最小值为___.

【答案】8 【解析】 设设直线为

,联立直线和抛物线得到

,同理联立直线和抛物线得到

由抛物线的弦长公式得到代入两根之和得到

,已知

故答案为:8.

类型五 构建目标函数,确定函数值范围或最值 【例5】【上海市交大附中2019届高考一模】过直线切点分别为【答案】【解析】 ∵点为直线则过化简可得

与已知圆的方程相减可得由直线

的方程为

上的任意一点,∴可设的圆的方程为

的方程为

, ,

, 上任意点向圆

作两条切线,

,两根之和为:

,线段AB的中点为,则点到直线的距离的取值范围为______.

联立两直线方程可解得,,

故线段的中点,

8

【精品】2020年高考数学总复习专题讲义★☆专题5.3 解析几何中的范围问题 (解析版)

【精品】2020年高考数学总复习专题讲义★☆一.方法综述圆锥曲线中最值与范围问题的常见求法:(1)几何法,若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用图形性质来解决;(2)代数法,若题目的条件和结论能体现一种明确的函数关系,则可首先建立目标函数,再求这个函数的最值.在利用代数法解决最值与范围问题时常从
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