江苏省无锡市第一中学高三数学二轮复习微专题:圆锥曲线中的最值范围问题 下载本文

a2于相异两点P,Q.

1AP

(1) 若直线l的斜率为,求的值;

2AQ

→→

(2) 若PQ=λAP,求实数λ的取值范围.

x22

11. (2018·苏州自主学习)如图,已知椭圆O:+y=1的右焦点为F,点B,C分别是椭圆

4

O的上、下顶点,点P是直线l:y=-2上的一个动点(与y轴的交点除外),直线PC交椭圆于另一个点M.

(1) 当直线PM经过椭圆的右焦点F时,求△FBM的面积; (2) ① 记直线BM,BP的斜率分别为k1,k2,求证:k1·k2为定值;

→→② 求PB·PM的取值范围.

12. (2018·苏北四市调考)如图,在平面直角坐标系xOy

x2y21

中,已知椭圆2+2=1(a>b>0)的离心率为,

ab23

1,?.F为椭圆的右焦点,A,B为椭圆上且过点??2?关于原点对称的两点,连接AF,BF并延长分别交椭圆于点C,D. (1) 求椭圆的标准方程;

BF

(2) 若AF=FC,求的值;

FD

(3) 设直线AB,CD的斜率分别为k1,k2,是否存在实数m,使得k2=mk1?若存在,求出

m的值;若不存在,请说明理由.

微专题:圆锥曲线中的范围最值问题

【例1-1】(2016·南通、扬州、泰州调研)如图,在平面直角坐标系xOy中,

已知椭圆x2

a2+y2b2=1(a>b>0)的离心率为2

2

,长轴长为4.过椭圆的左顶点

A作直线l,分别交椭圆和圆x2+y2=a2

于相异两点P,Q.

1AP

(1)若直线l的斜率为,求的值;

2AQ

→→

(2)若PQ=λAP,求实数λ的取值范围.

2a=4,

?a=2,c2

解 由题意得=,解得?

a2?b=2,a2=b2+c2,

x2y2

所以椭圆的方程为+=1,圆的方程为x2+y2=4.

42

1

(1)法一 直线l的方程为y=(x+2),

2

1??y=2(x+2),24?2

,. 由?得3x3+4x-4=0.解得xA=-2,xP=,所以P?33??322??x+2y=4

2?2?4?245?所以AP=?3+2?+?3?=3.

225485AP

又因为原点O到直线l的距离d=2=,所以AQ=24-=,所以

555AQ1+224535==. 8565

?x=2y-2,?42

法二 由?2得3y-4y=0,所以y=. P23?x+2y=4?

??

???

??x=2y-2,8APyP455

由?22得5y2-8y=0,所以yQ=.所以==×=.

5AQyQ386?x+y=4?

AQ→→

(2)法一 若PQ=λAP,则λ=-1,

AP

设直线l:y=k(x+2), ?x2+2y2=4,?由?得(2k2+1)x2+8k2x+8k2-4=0, ??y=k(x+2)

即(x+2)[(2k2+1)x+(4k2-2)]=0,

2-4k22-4k24k??所以xA=-2,xP=2,得P?2,2?.

2k+1?2k+12k+1?224k?216+16k2?2?2-4k?所以AP=?2+2?+2k2+1=

?(2k2+1)2, ?2k+1??

4k2+141

即AP=2.同理可得AQ=2. 所以λ=-1=1-. 22k+1k+1k+14k2+1

2k2+1

由题意知k2>0,所以0<λ<1.

4k2+1

4kk+1AQyQ1

法二 由法一知λ=-1=-1=-1=1-2,由题意知k2>0,所以0

APyP4kk+1

22k+1

<λ<1.

2

x2y23

【例1-2】已知点A(0,-2),椭圆E:2+2=1(a>b>0)的离心率为,F是椭圆E的

ab2

23

右焦点,直线AF的斜率为,O为坐标原点.

3

(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.

223

解 (1)设F(c,0),由条件知=,得c=3.

c3

c3

又=,所以a=2,b2=a2-c2=1. a2

x22

故E的方程为+y=1.

4

(2)当l⊥x轴时不合题意,故设l:y=kx-2,P(x1,y1),Q(x2,y2).

x22

将y=kx-2代入+y=1,得(1+4k2)x2-16kx+12=0.

4

当Δ=16(4k2-3)>0,

8k±24k2-323即k>时,x1,2=. 44k2+1

4k2+1·4k2-3从而PQ=k+1|x1-x2|=.

4k2+12

又点O到直线PQ的距离d=2.

k+1

244k2-31

所以△OPQ的面积S△OPQ=d·PQ=. 24k2+1

4t4

设4k2-3=t,则t>0,S△OPQ=2=.

4t+4

t+t

47

因为t+≥4,当且仅当t=2,即k=±时等号成立,且满足Δ>0.

t2

77

所以当△OPQ的面积最大时,l的方程为y=x-2或y=-x-2.

22

x2y23【训练1】(2017·江苏镇江一模)已知椭圆C:2+2=1(a>b>0)的离心率为,且点

ab2

?-3,1?在椭圆C上.

2??

(1)求椭圆C的标准方程;

(2)若直线l交椭圆C于P,Q两点,线段PQ的中点为H,O为坐标原点,且OH=1,求

△POQ面积的最大值.