徐英
摘 要: 圓錐曲線不僅在每年高考中都有考察,還是高三每次考試的必考題型,其中有兩類題是??碱},一類是考范圍或最值;一類是考面積或面積的最值.考察的知識較綜合,計算量也大,作者對次兩類題進行研究,以供大家參考.
關鍵詞: 圓錐曲線 面積 范圍
一、圓錐曲線與最值
例1:已知以原點O為中心的橢圓上一點( ,1),離心率e= ,M是橢圓上的動點.若點F ,F(xiàn) 分別是其上下焦點,求|MF |·|MF |的最大值.
分析:利用重要不等式,將問題轉化為考察橢圓定義.常用的重要不等式有a+b≥2 ,a +b ≥2ab,第一個不等式的限制條件是a>0,b>0,第二個不等式的限制條件是a∈R,b∈R,使用時要分清各自的限制條件.
解析:有題設易得橢圓方程為x + =1.由橢圓定義得|MF | + |MF |=2a=4,則|MF |·|MF |≤( ) =4,當且僅當|MF |= |MF |,即點M的坐標為(±1,0)時取等號,所以(|MF |·|MF |) =4.
變式1:已知一點Q( , ),求|MQ|+|MF |的取值范圍.
分析:題目的所求體現(xiàn)了明顯的幾何特性,所以用圖形性質(zhì)解決該題.
解析:|MQ|+|MF |=|MQ|+2a-|MF |=2a+|MQ|-|MF |
因為,-|QF |≤|MQ|-|MF |≤|QF |,當且僅當M,Q,F(xiàn) 三點共線時,取“=”.|QF |= =1,所以3≤|MQ| + |MF |≤5.
變式2:求 · 的取值范圍.
分析:題目的所求明顯體現(xiàn)了一種明確的函數(shù),因此,可用求函數(shù)最值的方法來解決.求函數(shù)最值的常用方法有配方法,判別式法,重要不等式法,導數(shù)法,圖像法,分離常數(shù)法,換元法等.
解析:設M(x ,y ),因為 · =(-x , -y )·(-x ,- -y ), · =x -3+y =1-3x ,因為-1≤x ≤1,所以-2≤ · ≤1.
二、圓錐曲線與面積
例2:已知橢圓 + =1(a>b>0)的離心率為e= ,右焦點F(1,0).
(1)求橢圓的標準方程;
(2)若直線l與圓O:x +y =1相切,并與橢圓交于不同的兩點A、B,求△AOB面積S的最大值.
解析:(1) +y =1
解法1:(2)由題意知直線的斜率可以不存在,若存在,斜率也不為零,故設l:x=my+n.
因為l與圓O:x +y =1相切,所以 =1,即:n =m +1.
又由 +y =1與l:x=my+n聯(lián)立,消去x得(m +2)y +2mny+n -2=0.
又△=8>0,設A(x ,y ),B(x ,y ),則|AB|= · = .
S = |AB|×1= = ,n+ ≥2,當且僅當n =1,即m=0時,取等號.所以S ≤ ,所以△AOB面積S的最大值為 .
解法2:l:x=my+n與x軸交點C(n,0)
S = n|y -y |= .
以下解法同上.
變式1:若直線l過點C(0,-3)與橢圓交于不同的兩點A、B,求△AOB面積S的最大值:
分析:S = |OC|·|x -x |,因為直線斜率存在,且不為零,故設l:y=kx-3.
將l:y=kx-3與 +y =1聯(lián)立,消去y得(2k +1)x -12kx+16=0,寫出兩根之和與兩根之積,判別式大于0,代入S = |OC|·|x -x |中,利用求函數(shù)最值的方法求△AOB面積S的最大值.
變式2:N為橢圓上不同于A、B兩點的任一點,求△NAB面積S的最大值.
分析:此題與上例解法上的區(qū)別在于:當直線l 與直線AB平行且與橢圓相切時,此時切點N到直線AB的距離最大.設切線l :x=my+b,將l :x=my+b與橢圓方程聯(lián)立,判別式等于零.其他步驟類似.
點評:直線方程要對斜率是否存在進行討論,對直線方程的引入常有兩種形式x=ky+m,y=kx+m,其中x=ky+m用于直線斜率不存在但是不為零,其中y=kx+m用于直線斜率存在且可為零,所以在選擇時要分清楚.
參考文獻:
[1]劉建華.圓錐曲線中最值問題求解舉例[期刊論文].中學生數(shù)理化:學研版,2011(7).
[2]梁清芳.圓錐曲線最值問題的常用髓題方法及策略[期刊論文].中學課程輔導.教學研究,2011(17).