【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
或
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,∴.
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【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.
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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.
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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