2014年双曲线的最值问题、与双曲线有关的定点与定值问题
考点 双曲线
典型考法1 双曲线的最值问题
典型例题
已知点M(?2,动点P满足条件|PM|?|PN|?22,记动点P的轨迹0),N(2,0),为W.
(1)求W的方程;
(2)若A、B是W上的不同两点,O是坐标原点,求OA?OB的最小值.
解析 (1)由PM-PN?22知动点P的轨迹是以M,N为焦点的双曲线的右支,实半轴长a?2,半焦距 c=2,故虚半轴长b?c2?a2?2,从而W的方程为
x2y2??1(x?2). 22(2)方法一:分两种情况进行讨论,设A,B的坐标分别为(x1,y1)和(x2,y2).当
y1??y2,从而OA?OB?x1x2?y1y2?x12?y12?2;当AB不AB?x轴时,x1?x2,与x垂直时,设直线AB的方程为y?kx?m,与W的方程联立,消去y得
(1?k)x?2kmx?m?2?0222,故
2kmm2?2x1?x2?,x1x2?1?k21?k2,所以
O?A4O2?B2?,又x1x2?0,综上所述,OA?OB取?k2?1?0,?OA?OB?2,
k?1设A、B的坐标分别为
得最小值2.
方法二:
(x1,y1)、(x2,y2), 则
xi2?yi2?(xi?yi)(xi?yi)?2(i?1,2).令si?xi?yi,ti?xi?yi(i?1,2),于是
siti?2,且si?0,ti?0(i?1,2),所以,OA?OB?x1x2?y1y2?s1s2?t1t2? 2?x1?x2时不等式取等号,所以OA?OB的最小s1s2t1t2?2,当且仅当s1s2?t1t2,即??y1??y2值是2.
方法三:设A、B的坐标分别为 (x1,y1)、(x2,y2), 则OA?OB?x1x2?y1y2,
因为x1x2?0,要求OA?OB的最小值,必须y1y2?0,
22OA?OB?x1x2?x12?2?x2?2?x1x2?(x1x2)2?2(x12?x2)?4?x1x2?(x1x2)?4x1x2?4?x1x2?(x1x2?2)?2,
当且仅当x1?x2时,OA?OB取得最小值2. 方法四:注意到y1y2?0,
2
1122OA?OB?x1x2?y1y2?[x12?x2?(x1?x2)2]?[(y1?y2)2?y12?y2]?
2212121122(x1?y12)?(x2?y2)?[(y1?y2)2?(x1?x2)2]?2?[(x12?2?x2?2)2?(x1?x2)2]?22222?(x1?x2)[
2(x1?x2)2(x?2?x?2)21222?1]?2,当且仅当x1?x2时,OA?OB取最小值2.
必杀技: 利用求函数最值的方法+双曲线性质
解决与双曲线有关的最值问题须注意:
1.最值问题的题型大致有:求距离的最值、角度的最值、面积的最值. 2.最值问题的求解策略:
(1)总方针:建立目标函数(或目标不等式) (2)具体方法:
①转化为二次函数(或双钩函数、三次函数等常用函数)的最值问题 ②利用三角换元,转化为三角函数的最值问题 ③结合双曲线的定义,利用图形的几何特征求最值 ④利用基本不等式求最值
还须值得注意的是,有些求最值的问题可能要先求目标函数的局部最值,而复杂的求最值问题甚至需要多种方法的综合运用.
结合本例的求解,试问对于一般的等轴双曲线x?y?a,是否有类似的结论,回答是肯定的,即
结论一:若A,B是等轴双曲线x?y?a的右支上的不同两点,O是坐标原点,则OA?OB的最小值为a.
对于上述结论,我们可作进一步地推广,得到更一般的结论: 结论二:
2222222
实战演练
x2y2?=1的右支上一点,M、N分别是圆(x?5)2?y2?4和 1.P是双曲线
916(x?5)2?y2?1上的点,则PM?PN的最大值为 .
5y2x2b?0),离心率e?2.已知双曲线C的方程为2?2?1(a?0,,顶点到渐近线2ab的距离为25. 5(1)求双曲线C的方程; (2)如图8-2-1,P是双曲线C上一点,A,B两点在双曲线C的两条渐近线上,且分别位于第一、二象限,若AP??PB,
??[,2],求?AOB面积的取值范围.
.w.k.s.5.13
图8-2-1
x2y23.已知双曲线C1:2?2?1(a?0),抛物线C2的顶点
a2a在原点O,又C2的焦点是C1的左焦点F1.
(1)求证:C1与C2总有两个不同的交点;
(2)是否存在过C1的焦点F1的C2的弦AB,使?AOB的面积有最大值或最小值?若有,求出AB所在直线方程与最值;若没有,请说明理由.
参考答案:
x2y2?=1的右支上一点,F1(-5,0)、F2(5,0)1.9 . 提示:方法一: P是双曲线
9162222是两个焦点,则|PF1|?|PF2|=6,又M、N分别是圆(x?5)?y?4和(x?5)?y?1上的点,∴PM?PN≥|PF1|?2?(|PF2|?1)=9.
方法二:设双曲线的两个焦点分别是F1(-5,0)与F2(5,0),则这两点正好是两圆的圆心,当且仅当点P与M、F1三点共线以及P与N、F2三点共线时所求的值最大,此时|PM|-|PN|=(|PF1|-2)-(|PF2|-1)=10-1=9.
y28?x2?1. (2)[2,] . 提示:方法一: 2.(1) 43
方法二:
3.(1)证略.
2(2) ?AOB的面积有最小值6a,AB所在直线的方程为x??3a;最大值不存在.
提示:
典型考法2 与双曲线有关的定点与定值问题
典型例题
已知双曲线x?y?2的左、右焦点分别为F1,F2,过点F2的动直线与双曲线相交于A,B两点.
(1)若动点M满足FM,求点M的轨迹方程; ?F1A?F1B?FO11(其中O为坐标原点)(2)在x轴上是否存在定点C,使CA·CB为常数?若存在,求出点C的坐标;若不存在,请说明理由.
220),B(x2,y2).F2(2,0),解析 (1)方法一:由条件知F1(?2,设A(x1,y1),设M(x,y),
则FM?(x?2,y),F1A?(x1?2,y1),F1B?(x2?2,y2),FO?(2,0),由11?x?2?x1?x2?6?x1?x2?x?4,,即?,于是AB的中点坐标F1M?F?1F?B1得FO?1Ay?y?yy?y?y?12?12