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例谈圆锥曲线中最值与范围问题的解决策略

2018-10-25赵存善

新教育时代·教师版 2018年32期
关键词:判别式抛物线最值

赵存善

圆锥曲线中最值与范围问题一直是高考中的热点和难点,其中有不少试题涉及到最值与范围,对于这些问题,很多同学望而生畏,骑虎难下,深感困难重重,难以决策。这类问题,也并非无规可寻,下面通过几个典型题目谈谈解决圆锥曲线中最值与范围问题的策略。

题型一:最值问题

例1 已知P为抛物线y=上的动点,点P在x轴上的射影为M,点A的坐标是(2,0),则|PA|+|PM|的最小值是 。

[解析]如图,抛物线y=,即x2=4y的焦点为F(0,1),记点P在抛物线的准线l:y=-1上的投影为P′,

根据抛物线的定义知,|PP′|=|PF|,

则|PP′|+|PA|=|PF|+|PA|≥|AF|=

所以(|PA|+|PM|)min=(|PA|+|PP′|-1)min=。

[答案]

[讲评]一看到本题,不少同学可能会依常理“出版”——构造函数,将问题转化为求函数的最值,然而其最值很难求得,这也恰恰落入了命题者有意设置的“圈套”之中,事实上,与抛物线的焦点(或准线)相关的最值问题,更多的是考虑数形结合,利用抛物线的定义进行转化,然后再利用三点共线或三角形的三边关系加以处理。

探究1 圆锥曲线中最值的求法有两种:

(1)几何法:若题目的条件和结论能明显体现几何体特征及意义,则考虑利用图形性质来解决,这就是几何法。

(2)代数法:若题目的条件和结论能体现一种明确的函数,则可首先建立起目标函数,再求这个函数的最值,求函数最值的常用方法有配方法、判别式法、重要不等式法及函数的单调性法等。

题型二 范围问题

例2(2012·天津)设椭圆(a>b>0)的左、右顶点分别为A、B,点P在椭圆上且异于A,B两点,O为坐标原点。

(1)若直线AP与BP的斜率之积为-,求椭圆的离心率;

(2)若|AP|=|OA| ,证明直线OP的斜率k满足|k|>。

[解析](1)设点P的坐标为(x0,y0),由题意,有。

由A(-a,0),B(a,0),得kAP=

由kAP·kBP=-,可得,代入①并整理得。由于,

故 a2=2b2,于是,所以橢圆的离心率e=。

(2) 依题意,直线OP的方程为y=kx,设点P的坐标为(x0,y0),

由条件得。

消去y0并整理得。

由|AP|=|OA|,A(-a,0)及y0=kx0,得(x0+a)2+。

整理得(1+k2)。而,于是,

代入②,整理得(1+k2)2=4k2()2+4。由a>b>0,故(1+k2)2>4k2+4,即k2+1>4。因此k2>3,所以|k|>。

探究2 求参数范围的常用方法有四种:

(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的范围。

(3)判别式法:建立关于某变量的一元二次方程,利用判别式Δ求参数范围。

(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。

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