第九节 圆锥曲线的综合应用
考点 圆锥曲线的 综合应用 命题分析 高考试题 2017·全国卷Ⅱ·T20·12分 2015·全国卷Ⅱ·T20·12分 考查内容 定点、定值问题 定值问题 核心素养 数学运算 逻辑推理 高考对本节内容的考查以解答题为主,难度较大,考题大多围绕直线与圆锥曲线的位置关系展开对定值,最值,参数取值范围等问题的考查. 第一课时 圆锥曲线中的最值与范围问题
圆锥曲线中的最值问题 [明技法]
圆锥曲线中求解最值问题的常用方法
(1)建立函数模型:利用二次函数、三角函数的有界性求最值或利用导数法求最值. (2)建立不等式模型:利用基本不等式求最值. (3)数形结合:利用相切、相交的几何性质求最值. [提能力]
y2x2
【典例】 (2024·安阳月考)设椭圆M:2+2=1(a>b>0)的离心率与双曲线x2-y2=1
ab的离心率互为倒数,且椭圆的长轴长为4.
(1)求椭圆M的方程;
(2)若直线y=2x+m交椭圆M于A,B两点,P(1,2)为椭圆M上一点,求△PAB面积的最大值.
c2
解:(1)由题可知,双曲线的离心率为2,则椭圆的离心率e==,
a2c2
由2 a=4,=,b2=a2-c2,得a=2,c=2,b=2,
a2y2x2
故椭圆M的方程为+=1.
42
??y=2x+m,
(2)联立方程?x2y2
+=1,??24
得4x2+22mx+m2-4=0,
由Δ=(22m)2-16(m2-4)>0,得-22<m<22.
?x+x=-22m,且?m-4
xx=,?4
1
2
2
12
所以|AB|=1+2|x1-x2|=3·?x1+x2?2-4x1x2 12m22
=3·m-m+4=3·4-.
22又P到直线AB的距离为d=
|m|
, 3
2?4-m?·m2? ?
213m2|m|1
所以S△PAB=|AB|·d=·4-·=
22232
22
1m+?8-m?
=m?8-m?≤·=2.
22222
1
22当且仅当m=±2∈(-22,22)时取等号, 所以(S△PABmax)=2. [刷好题]
x2y2
1.已知椭圆+2=1(0
4bABF的面积的最大值为________.
解析:不妨设点F的坐标为(4-b2,0),而|AB|=2b,
b2+4-b212222∴S△ABF=×2b×4-b=b4-b=b?4-b?≤=2(当且仅当b2=4-b2,
22即b2=2时取等号),故△ABF面积的最大值为2.
答案:2
2.(2024·长春模拟)已知抛物线y2=4x的焦点为F,过点F的直线交抛物线于A,B两点.
→→
(1)若AF=2FB,求直线AB的斜率;
(2)设点M在线段AB上运动,原点O关于点M的对称点为C,求四边形OACB面积的最小值.
解:(1)依题意知F(1,0), 设直线AB的方程为x=my+1.
将直线AB的方程与抛物线的方程联立,消去x得y2-4my-4=0. 设A(x1,y1),B(x2,y2), 所以y1+y2=4m,y1y2=-4.① →→因为AF=2FB, 所以y1=-2y2. ②
2
联立①和②,消去y1,y2,得m=±.
4所以直线AB的斜率是±22.
(2)由点C与原点O关于点M对称,得M是线段OC的中点,从而点O与点C到直线AB的距离相等,所以四边形OACB的面积等于2S△AOB.
1因为2S△AOB=2··|OF|·|y1-y2|=?y1+y2?2-4y1y2=41+m2,
2所以当m=0时,四边形OACB的面积最小,最小值是4.
圆锥曲线中的范围问题 [明技法]
圆锥曲线中求解范围问题的常用方法
(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,解决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.
[提能力]
y2x26
【典例】 (2024·贵阳监测)已知椭圆C:2+2=1(a>b>0)的离心率为,且椭圆C
ab3上的点到一个焦点的距离的最小值为3-2.
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知过点T(0,2)的直线l与椭圆C交于A,B两点,若在 x轴上存在一点E,使∠AEB=90°,求直线l的斜率k的取值范围.
解:(1)设椭圆的半焦距长为c, c6??=,
则由题设有?a3
??a-c=3-2,