筅江蘇省徐州市第三中學(xué) 牛含冰
淺談圓錐曲線最值處理策略
筅江蘇省徐州市第三中學(xué)牛含冰
圓錐曲線的最值問題是高考常考題型,解答此類問題的途徑是利用平面幾何的幾何性質(zhì)及坐標法、代入消元法、根與系數(shù)的關(guān)系等,將幾何問題代數(shù)化后,構(gòu)造目標函數(shù),再利用相關(guān)方法求函數(shù)的最值,下面通過引例加以說明.
引例設(shè)P,Q分別為圓x2+(y-6)2=2和橢圓+y2=1上的點,則P,Q兩點間的最大距離是(%).
解析:設(shè)圓心為點C,則圓x2+(y-6)2=2的圓心為C(0,6),半徑r=.設(shè)點Q(x0,y0)是橢圓上任意一點,則
點評:本題解答中利用坐標法將幾何問題代數(shù)化后,構(gòu)造出目標函數(shù)為二次型,進而利用二次函數(shù)配方法求最值.求解中注意橢圓中x,y的取舍范圍,即-a≤x≤a,-b≤y≤b.
除了二次函數(shù)配方法求最值外,還常涉及以下幾種方法.
例1同引例.
點評:圓錐曲線的參數(shù)方程建立了其與三角之間的聯(lián)系.同理圓心在(x0,y0)半徑為r的圓的參數(shù)方程為參數(shù)θ為圓心角);雙曲線=1的參數(shù)
同樣可求得D到直線AC的距離:d2≤
所以SABCD≤
點評:A、C兩點在橢圓上,A(5,0),C(0,4),欲求四邊形ABCD面積的最大值,可將四邊形分成兩個三角形,顯然A、C是定點,則|AC|為定值,因此四邊形應(yīng)分成△ADC,△ABC,只要分別在AC兩側(cè)橢圓弧上求一點,使它到AC的距離最遠即可.本題最值求解中利用了函數(shù)f(x)=Asin(ωx+φ)的性質(zhì).
(Ⅰ)證明:OT平分線段PQ(其中O為坐標原點);
解析:(Ⅰ)證明:由題意可知,F(xiàn)的坐標是(-2,0),設(shè)T點的坐標為(-3,m),則直線TF的斜率
當m≠0時,直線PQ的斜率kPQ=,直線PQ的方程是x=my-2.
當m=0時,直線PQ的方程是x=-2,也符合x=my-2的形式.
設(shè)P(x1,y1),Q(x2,y2),將直線PQ的方程與橢圓C的
點評:此類最值問題是高考重點.通過坐標法、代入消元法、判別式及根與系數(shù)的關(guān)系,所幾何問題代數(shù)化后構(gòu)造出目標函數(shù),再將目標函數(shù)轉(zhuǎn)化為適合均值不等式的類型.解題中若沒找到構(gòu)造均值不等式的途徑,可先用換元法簡化函數(shù)式結(jié)構(gòu),如本題中在求出目標函數(shù)后,可假設(shè)m2+1=t,則目標函數(shù)可轉(zhuǎn)化為從而將均值不等式的形式顯現(xiàn)出來.
例3在平面直角坐標系xOy中,F(xiàn)是拋物線C:x2= 2py(p>0)的焦點,M是拋物線C上位于第一象限內(nèi)的任意一點,過M,F(xiàn),O三點的圓的圓心為Q,點Q到拋物線C的準線的距離為
(Ⅰ)求拋物線C的方程.
(Ⅱ)是否存在點M,使得直線MQ與拋物線C相切于點M?若存在,求出點M的坐標;若不存在,說明理由.
解:(Ⅰ)x2=2y.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則有
點評:本題求解中利用點到直線的距離、圓的幾何性質(zhì)結(jié)合坐標法、消元法、根與系數(shù)的關(guān)系以及弦長公式等,求得的目標函數(shù)為高次函數(shù),可考慮用導(dǎo)數(shù)法求最值.上述解答中先通過換元,將目標函數(shù)降次,再利用導(dǎo)數(shù)求最值.Z