廣東省河源市河源中學(xué) (517000)
黃偉才
圓錐曲線最值問題是全國卷高考中的一個考查熱點,其中弦長和面積最值問題最常見,題目綜合性強,難度大,全面考察了學(xué)生對圓錐曲線性質(zhì)、一元(二元)函數(shù)值域求解和計算技巧等方面能力.為什么面對圓錐曲線的最值計算問題學(xué)生會如此恐懼?究其根源,一是計算能力的訓(xùn)練不夠,二是計算技巧的把握還很欠缺,三是幾何關(guān)系和代數(shù)關(guān)系沒有能很好的進(jìn)行合理轉(zhuǎn)化,四是函數(shù)值域處理能力欠缺,更重要的是由于時間有限,很多學(xué)生從內(nèi)心就排斥這道題,甚至從未試圖計算出準(zhǔn)確答案來!本文將對面積最值的問題主要類型和解決策略進(jìn)行總結(jié)歸納,希望對讀者有幫助!
類型一 一元變量的面積最值
圖1
圖2
思維升華:這類一元變量最值問題,通常動直線是過定點斜率不定或截距變化斜率不變,如定點在x軸(y軸)且在橢圓內(nèi)(外),不管哪一種類型,都要恰當(dāng)選擇直線點斜式方程避免分類討論,并合理選擇三角形面積公式進(jìn)行割補等簡化運算,此外還要求熟練掌握換元法和配湊法等策略.
圓錐曲線最值問題經(jīng)過幾何問題代數(shù)化過程,有時根據(jù)條件需引入二元變量,這時往往需要學(xué)生有更強的計算能力,準(zhǔn)確找到二元變量之間的關(guān)系,然后進(jìn)行代入消元或整體換元,轉(zhuǎn)化成一元變量最值問題.
例2 (2016年新課標(biāo)Ⅰ卷20)設(shè)圓x2+y2+2x-15=0的圓心為A,直線l過點B(1,0)且與x軸不重合,l交圓A于C,D兩點,過B作AC的平行線交AD于點E.問:設(shè)點E的軌跡為曲線C1,直線l交C1于M,N兩點,過B且與l垂直的直線與圓A交于P,Q兩點,求四邊形MPNQ面積的取值范圍.
(2)當(dāng)l與x軸不垂直時,設(shè)l的方程為y=k(x-1)(k≠0),M(x1,y1),N(x2,y2).由韋達(dá)定理得
思維升華:過焦點的弦長傾斜角式除了可以用直線參數(shù)方程推導(dǎo),對于橢圓和雙曲線還可以結(jié)合焦點三角形,應(yīng)用余弦定理和定義法推導(dǎo),當(dāng)然還可以應(yīng)用第二定義建立方程推導(dǎo).
圖3
變式4(2017新課標(biāo)Ⅰ理10)已知F為拋物線C:y2=4x的焦點,過F作兩條互相垂直的直線l1,l2,直線l1與C交于A、B兩點,直線l2與C交于D、E兩點,則|AB|+|DE|的最小值為( ).
A.16B.14C.12D.10
圓錐曲線最值問題,除了需要掌握常見弦長公式和聯(lián)立求最值方法,還需熟練掌握面積割補策略,弦長公式傾斜角式,點斜式的兩種設(shè)法,幾何性質(zhì)等!當(dāng)然某些問題也可以把橢圓仿射變換轉(zhuǎn)化為圓,然后利用圓的幾何性質(zhì)去解決弦長和面積最值.