1、第九节圆锥曲线中的范围、最值问题考点要求1.掌握解决直线与椭圆、抛物线的位置关系的思想方法.2. 理解数形结合的思想;3. 会求与圆锥曲线有关的范围、最值问题(对应学生用书第166页)考点1范围问题求参数范围的4种方法(1)函数法:用其他变量表示该参数,建立函数关系,利用求函数值域的方法求解(2)不等式法:根据题意建立含参数的不等式,通过解不等式求参数范围(3)判别式法:建立关于某变量的一元二次方程,利用判别式求参数的范围(4)数形结合法:研究该参数所表示的几何意义,利用数形结合思想求解(2019山师附中模拟)已知椭圆C:1,直线l:ykxm(m0),设直线l与椭圆C交于A,B两点(1)若|m
2、|,求实数k的取值范围;(2)若直线OA,AB,OB的斜率成等比数列(其中O为坐标原点),求OAB的面积的取值范围解(1)联立方程1和ykxm,得(23k2)x26kmx3m260,所以(6km)24(23k2)(3m26)0,所以m23,即k2,解得k或kb0)过点,且椭圆C关于直线xc对称的图形过坐标原点(1)求椭圆C的方程;(2)过点作直线l与椭圆C交于E,F两点,线段EF的中点为M,点A是椭圆C的右顶点,求直线MA的斜率k的取值范围解(1)椭圆C过点,1,椭圆C关于直线xc对称的图形过坐标原点,a2c,a2b2c2,b2a2,由得a24,b23,椭圆C的方程为1.(2)依题意,直线l过
3、点且斜率不为零,故可设其方程为xmy.由方程组消去x,并整理得4(3m24)y212my450.设E(x1,y1),F(x2,y2),M(x0,y0)y1y2,y0,x0my0,k.当m0时,k0当m0时,k,当m0时,4m8,0.0k,当m0时,4m8,k0.k且k0.综合、可知,直线MA的斜率k的取值范围是.1.如图,已知点P是y轴左侧(不含y轴)一点,抛物线C:y24x上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上(1)设AB中点为M,证明:PM垂直于y轴;(2)若P是半椭圆x21(x0)上的动点,求PAB面积的取值范围解(1)证明:设P(x0,y0),A,B.因为PA,PB的中点在
4、抛物线上,所以y1,y2为方程4,即y22y0y8x0y0的两个不同的实根所以y1y22y0,所以PM垂直于y轴(2)由(1)可知所以|PM|(yy)x0y3x0,|y1y2|2.所以PAB的面积SPAB|PM|y1y2|.因为x1(1x0b0)的焦距为4,且过点(,2).(1)求椭圆C的方程;(2)过椭圆焦点的直线l与椭圆C分别交于点E,F,求的取值范围解(1)椭圆C:1(ab0)的焦距是4,所以焦点坐标是(0,2),(0,2),2a4,所以a2,b2,即椭圆C的方程是1.(2)若直线l垂直于x轴,则点E(0,2),F(0,2),8.若直线l不垂直于x轴,设l的方程为ykx2,点E(x1,y
5、1),F(x2,y2),将直线l的方程代入椭圆C的方程得到:(2k2)x24kx40,则x1x2,x1x2,所以x1x2y1y2(1k2)x1x22k(x1x2)448,因为010,所以82,综上所述,的取值范围是8,2.考点2最值问题圆锥曲线中最值问题的解决方法(1)几何法:若题目中的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用图形性质数形结合求解(2)代数法:若题目中的条件和结论能体现一种明确的函数关系,或者不等关系,或者已知参数与新参数之间的等量关系等,则利用代数法求参数的范围利用基本不等式求最值已知椭圆C:x22y24.(1)求椭圆C的离心率;(2)设O为原点,若点A在直线y2上,点
6、B在椭圆C上,且OAOB,求线段AB长度的最小值解(1)由题意,椭圆C的标准方程为1,所以a24,b22,从而c2a2b22.因此a2,c.故椭圆C的离心率e.(2)设点A,B的坐标分别为(t,2),(x0,y0),其中x00.因为OAOB,所以0,即tx02y00,解得t.又x2y4,所以|AB|2(x0t)2(y02)2(y02)2xy4x44(0x4).因为4(0b0)的离心率为,F是椭圆E的右焦点,直线AF的斜率为,O为坐标原点(1)求E的方程;(2)设过点A的动直线l与E相交于P,Q两点,当OPQ的面积最大时,求l的方程解(1)设F(c,0),由条件知,得c.又,所以a2,b2a2c
7、21.故E的方程为y21.(2)当lx轴时不合题意,故设l:ykx2,P(x1,y1),Q(x2,y2).将ykx2代入y21,得(14k2)x216kx120.当16(4k23)0,即k2时,x1,2.从而|PQ|x1x2|.又点O到直线PQ的距离d.所以OPQ的面积SOPQd|PQ|.设t,则t0,SOPQ1.当且仅当t2,即k时等号成立,且满足0.所以当OPQ的面积最大时,l的方程为2yx40.利用函数性质求最值在平面直角坐标系xOy中,抛物线C:x22py(p0)的焦点为F,点A在C上,若|AO|AF|.(1)求C的方程;(2)设直线l与C交于P,Q,若线段PQ的中点的纵坐标为1,求O
8、PQ的面积的最大值解(1)点A在C上,|AO|AF|,p2,C的方程为x24y.(2)设直线方程为ykxb,代入抛物线方程,可得x24kx4b0,设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1x24k,x1x24b,y1y24k22b,线段PQ的中点的纵坐标为1,2k2b1,OPQ的面积Sbb(0b1),设yb3b2,y3b22b0,故函数单调递增,b1时,OPQ的面积的最大值为2.若题目中的条件和要求的结论能体现一种明确的函数关系,则可先建立目标函数,然后根据其结构特征,构建函数模型求最值,一般情况下,可以构建二次型函数、双曲线型函数、多项式型函数等教师备选例题如图,已知点F(1,0)为抛物线
9、y22px(p0)的焦点过点F的直线交抛物线于A,B两点,点C在抛物线上,使得ABC的重心G在x轴上,直线AC交x轴于点Q,且Q在点F的右侧记AFG,CQG的面积分别为S1,S2.(1)求p的值及抛物线的准线方程;(2)求f(S1,S2)的最小值及此时点G点坐标解(1)由抛物线的性质可得:1,p2,抛物线的准线方程为x1;(2)设A(xA,yA),B(xB,yB),C(xC,yC),重心G(xG,yG),令yA2t,t0,则xAt2,由于直线AB过F,故直线AB的方程为xf(t21,2t)y1,代入y24x,得:y2y40,2tyB4,即yB,又xG(xAxBxC),yG(yAyByC),重心
10、在x轴上,2tyC0,C(t)2,2(t),G(,0),直线AC的方程为y2t2t(xt2),得Q(t21,0),Q在焦点F的右侧,t22,2,令mt22,则m0,2221,当m时,取得最小值为1,此时G(2,0).已知抛物线y24x的焦点为F,过点F的直线交抛物线于A,B两点(1)若2,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xmy1.将直线AB的方程与抛物线的方程联立,消去x得y24my40.设A(x1,y1),B(x2,y2),所以y1y24m,y1y24.因为2,所以y12y2.联立和,消去y1,y2,得m.所以直线AB的斜率是2.(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2SAOB.因为2SAOB2|OF|y1y2|4,所以当m0时,四边形OACB的面积最小,最小值是4.