专题53 圆锥曲线的取值范围问题
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纵观近几年的高考试题,高考对圆锥曲线的考查,一般设置一大一小两道题目,主要考查以下几个方面:一是考查椭圆、双曲线、抛物线的定义,与椭圆的焦点三角形结合,解决椭圆、三角形等相关问题;二是考查圆锥曲线的标准方程,结合基本量之间的关系,利用待定系数法求解;三是考查圆锥曲线的几何性质,小题较多地考查椭圆、双曲线的几何性质;四是考查直线与椭圆、抛物线的位置关系问题,综合性较强,往往与向量结合,涉及方程组联立,根的判别式、根与系数的关系、弦长问题、不等式、范围、最值、定值、定点、定直线、存在性和探索性问题等.
圆锥曲线中最值与范围问题的常见求法:(1)几何法:若题目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来解决;(2)代数法:若题目的条件和结论能体现一种明确的函数关系,则可首先建立目标函数,再求这个函数的最值.在利用代数法解决最值与范围问题时常从以下几个方面考虑:①利用判别式来构造不等关系,从而确定参数的取值范围;②利用隐含或已知的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;③利用基本不等式求出参数的取值范围;④利用函数的值域的求法,确定参数的取值范围.
本专题在分析研究近几年高考题及各地模拟题的基础上,重点说明利用代数方法求解最值、范围问题. 1、解不等式:通过题目条件建立关于参数的不等式,从而通过解不等式进行求解。常见的不等关系如下: (1)圆锥曲线上的点坐标的取值范围
x2y2① 椭圆(以2?2?1?a?b?0?为例),则x???a,a?,y???b,b?
abx2y2② 双曲线:(以2?2?1?a,b?0?为例),则x????,?a?(左支)
ab③ 抛物线:(以y?2px?p?0?为例,则x??0,???
2?a,???(右支)
(2)直线与圆锥曲线位置关系:若直线与圆锥曲线有两个公共点,则联立消元后的一元二次方程??0
22x2y2x0y0(3)点与椭圆(以2?2?1?a?b?0?为例)位置关系:若点?x0,y0?在椭圆内,则2?2?1
abab(4)题目条件中的不等关系,有时是解决参数取值范围的关键条件
2、利用函数关系求得值域:题目中除了所求变量,还存在一个(或两个)辅助变量,通过条件可建立起变量间的等式,进而可将等式变形为所求变量关于辅助变量的函数,确定辅助变量的范围后,则可求解函数的值域,即为参数取值范围
(1)一元函数:建立所求变量与某个辅助变量的函数关系,进而将问题转化为求一元函数的值域,常见的函数有:① 二次函数;②“对勾函数”y?x?a?a?0?;③ 反比例函数;④ 分式函数。若出现非常规x函数,则可考虑通过换元“化归”为常规函数,或者利用导数进行解决。
(2)二元函数:若题目中涉及变量较多,通过代换消元最后得到所求参数与两个变量的表达式,则可通过均值不等式,放缩消元或数形结合进行解决。
3、两种方法的选择与决策:通常与题目所给的条件相关,主要体现在以下几点:
(1)若题目中含有某个变量的范围,则可以优先考虑函数的方向,将该变量视为自变量,建立所求变量与自变量的函数关系,进而求得值域
(2)若题目中含有某个表达式的范围(或不等式),一方面可以考虑将表达式视为整体,看能否转为(1)的问题进行处理,或者将该表达式中的项用所求变量进行表示,从而建立起关于该变量的不等式,解不等式即可
【经典例题】
例1.【2018届河南省南阳市第一中学第十八次考】已知为双曲线分别引其渐近线的平行线,分别交轴于点则双曲线离心率的取值范围为( ) A.
B.
C.
D.
,交轴于点
,若
上的任意一点,过
恒成立,
例2.【2018届湖南省长沙市长郡中学模拟二】已知椭圆:两点,右焦点为,A.
B.
,若 C.
的面积为 D.
与过原点的直线交于、
,则椭圆的焦距的取值范围是( )
的焦点为,过的直线交于,两点,点
例3.【2018届山东省日照市校际联考】已知抛物线:在第一象限,A. B.
,为坐标原点,则四边形 C. D.
面积的最小值为( )
例4.【2018届河北省唐山市三模】已知是抛物线则
的最小值为( )
D.
上任意一点,是圆上任意一点,
A. B. 3 C.
例5.【2018届安徽省安庆市第一中学热身】已知椭圆
有相同的焦点
心率分别为A.
,则
,若点是与在第一象限内的交点,且
与双曲线
,设与的离
的取值范围是( ) C.
D.
2
B.
例6.【2018年浙江卷】如图,已知点P是y轴左侧(不含y轴)一点,抛物线C:y=4x上存在不同的两点A,B满足PA,PB的中点均在C上.
(Ⅰ)设AB中点为M,证明:PM垂直于y轴;
(Ⅱ)若P是半椭圆x+=1(x<0)上的动点,求△PAB面积的取值范围.
例7.【2018年北京卷理】已已知抛物线C:=2px经过点(1,2).过点Q(0,1)的直线l与抛物线C有两个不同的交点A,B,且直线PA交y轴于M,直线PB交y轴于N. (Ⅰ)求直线l的斜率的取值范围; (Ⅱ)设O为原点,
,
,求证:
为定值.
2
例8.【2018届山东省潍坊市青州市三模】设椭圆且与轴垂直的直线被椭圆截得的线段长为(1)求椭圆的方程; (2)若求四边形
上存在两点
,椭圆上存在两个
点满足: .
的右焦点为,离心率为,过点
三点共线,三点共线,且,
的面积的最小值.
的焦点,是该抛物线上的任
例9.【2018届辽宁省凌源二中三模】设是坐标原点,是抛物线意一点,当它与轴正方向的夹角为60°时,(1)求抛物线的方程; (2)已知
,设是该抛物线上的任意一点,取得最大值时,求
的面积.
与抛物线
的重心.
是轴上的两个动点,且
.
,当
例10.【2018届腾远浙江红卷】如图,直线点,若抛物线上存在点,使点恰为(1)求的取值范围; (2)求
面积的最大值.
相交于两点,是抛物线的焦