圆锥曲线中的最值与范围问题
2014-07-17戴三
戴三
圆锥曲线中的最值与范围问题是高考的考查热点,往往以圆锥曲线(包括圆)与直线为载体,结合函数、不等式及导数等知识,综合考查解题能力. 求解这类问题的基本方法有几何特征法和代数法.
几何特征法
几何特征法即利用圆锥曲线的几何特征蕴含的条件,如抛物线上任意一点到焦点的距离等于其到准线的距离、过椭圆焦点的所有弦中通径最短等,构造相应的函数或不等式求解.
例1已知直线l:x+y+3=0和圆C:x2+y2-2x-2y-2=0,设A是直线l上一动点,直线AC交圆C于点B,若在圆C上存在点M,使∠MAB=,则点A横坐标的取值范围为
.
解析: 圆C:(x-1)2+(y-1)2=4. 如图1所示,过C点作CN⊥AM于点N,则CN≤CM=2.在Rt△CNA中,∠NAC=,所以AC=2CN≤4.
设A(x,-x-3),则AC2=(x-1)2+(-x-3-1)2=2x2+6x+17≤16,解得≤x≤.
所以点A横坐标的取值范围为≤x≤.
点评: 解答例1 的关键是利用圆心到直线的距离与圆的半径的大小关系,建立不等关系求解.当直线AM与圆C相切时,N, M两点重合,CN取到最大值2;而AC可通过∠MAB与CN建立量的关系,由此构建以点A的横坐标x为自变量、以AC为因变量的函数,进而求解.
例2[2013年嘉兴市高三教学测试(一)第17题] 已知抛物线y2=4x的焦点为F,若点A,B是该抛物线上的点,∠AFB=,线段AB的中点M在抛物线的准线上的射影为N,则的最大值为.
解析: 如图2所示,过点A,B分别作准线的垂线,垂足分别为A1,B1.
设FA=t1,FB=t2,则由∠AFB=可得AB=.因为AM=MB,NM∥AA1∥BB1,所以MN=(AA1+BB1).由抛物线定义可知AA1=FA,BB1=FB,所以MN=(FA+FB)=(t1+t2),所以=.
由[t1][2]+[t2][2]≥2t1t2可得2[t1][2]+2[t2][2]≥2t1t2+([t1][2]+[t2][2])=(t1+t2)2,t1+t2≤·,所以≤=,当且仅当t1=t2时取到等号,所以的最大值为.
点评: 例2利用抛物线的定义,将线段MN的长度与FA,FB的长度t1,t2相联系,构造了含有双变量的函数,然后利用不等式(a+b)2≤2(a2+b2)求得函数的最大值.
代数法
利用题目……
