(最新整理)圆锥曲线最值问题及练习

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人教版数学选择性必修第一册综合复习：圆锥曲线中的最值、范围、证明问题课件

(2)过坐标原点的直线交C于P,Q两点,点P在第一象限,PE⊥x轴,垂足为E,连接
QE并延长交C于点G.
(i)证明:△PQG是直角三角形;
(ii)求△PQG面积的最大值.
[例1] (课标全国Ⅱ,21,12分)已知点A(-2,0), B(2,0),动点M(x,y)满足直线AM与BM
1
2
的斜率之积为− .记M的轨迹为曲线C.
2
=1.
1. (洛阳统考)已知椭圆C:
2
2
+
2
2
=1(a>b>0), O为坐标原点, F(- 2,0)为椭圆C
2
2
的左焦点,离心率为 , 直线l与椭圆相交于A,B两点.
(2)若M(1,1)是弦AB的中点, P是椭圆C上一点, 求△PAB面积的最大值.
设A(x1,y1), B(x2,y2).
,
y1y2=k x1x2+2k(x1+x2)+4=
,
3+4 2
3+4 2
1 +2 2 +2 1 2 +2 1 +2 +4
所以k1·k2=
·
=
=k2+12,
1
2
1 2
1
49
因为k2∈ , +∞ , 所以k2+12∈
, +∞ ,
4
4
49
所以k1·k2的取值范围是 , +∞ .
4
考向三
令Δ1=16m2-24(m2-4)=0,得m=±2 3.
∵P是椭圆C上一点,
∴P点到AB的最大距离即直线x+2y+2 3 =0到直线l的距离d.

专题23 圆锥曲线中的最值、范围问题微点1 圆锥曲线中的最值问题试题及答案

题型四、与面积有关的最值问题
例7．
7．已知点A(−2,0)，B(2,0)，动点M(x,y)满足直线AM与BM的斜率之积为− .记M的轨迹为曲线C.
（1）求C的方程，并说明C是什么曲线；
（2）过坐标原点的直线交C于P，Q两点，点P在第一象限，PE⊥x轴，垂足为E，连结QE并延长交C于点G.
（i）证明：是直角三角形；
最值问题不仅解答题中分量较大，而且客观题中也时常出现．
一、常用方法
解决圆锥曲线中的最值问题，常见的方法有：
（1）函数法：一般需要找出所求几量的函数解析式，要注意自变量的取值范围．求函数的最值时，一般会用到配方法、均值不等式或者函数单调性．
（2）方程法：根据题目中的等量关系建立方程，根据方程的解的条件得出目标量的不等关系，再求出目标量的最值．
题型三、与向量有关的最值问题
例6．
6．如图，已知椭圆C1：＋＝1(a>b>0)的右焦点为F，上顶点为A，P为椭圆C1上任一点，MN是圆C2：x2＋(y－3)2＝1的一条直径，在y轴上截距为3－的直线l与AF平行且与圆C2相切．
(1)求椭圆C1的离心率；
(2)若椭圆C1的短轴长为8，求 · 的最大值．
题型二、与角度有关的最值问题
例5．
5．在平面直角坐标系中，椭圆：的离心率为，焦距为 .
（Ⅰ）求椭圆的方程；
（Ⅱ）如图，动直线：交椭圆于两点，是椭圆上一点，直线的斜率为，且，是线段延长线上一点，且，的半径为，是的两条切线，切点分别为 .求的最大值，并求取得最大值时直线的斜率.
专题23 圆锥曲线中的最值、范围问题微点1 圆锥曲线中的最值问题
专题23圆锥曲线中的最值、范围问题

圆锥曲线的最值定值范围等经典考题型附答案作业

圆锥曲线的综合应用一、圆锥曲线的最值问题方法1：定义转化法①根据圆锥曲线的定义列方程；②将最值问题转化为距离问题求解．例1、已知点F是双曲线x24－y212＝1的左焦点，定点A的坐标为(1,4)，P是双曲线右支上的动点，则|PF|＋|PA|的最小值为________．方法2：数形结合（切线法）当所求的最值是圆锥曲线上的点到某条直线的距离的最值时：①求与直线平行的圆锥曲线的切线；②求出两平行线的距离即为所求的最值．例2、求椭圆x22＋y2＝1上的点到直线y＝x＋23的距离的最大值和最小值，并求取得最值时椭圆上点的坐标．方法3：参数法（函数法）①选取合适的参数表示曲线上点的坐标；②求解关于这个参数的函数最值例3、在平面直角坐标系xOy中，点P(x，y)是椭圆x23＋y2＝1上的一个动点，则S＝x＋y的最大值为________．方法4：基本不等式法①将最值用变量表示．②利用基本不等式求得表达式的最值．例4、求椭圆x23＋y2＝1内接矩形ABCD面积的最大值．二、圆锥曲线的范围问题方法1：曲线几何性质法①由几何性质建立关系式；②化简关系式求解．例1、已知双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1(a ＞0，b ＞0)的左，右焦点分别为F 1，F 2，点P在双曲线的右支上，且|PF 1|＝4|PF 2|，则此双曲线中ac的取值范围是________．方法2：判别式法当直线和圆锥曲线相交、相切和相离时，分别对应着直线和圆锥曲线方程联立消元后得到的一元二次方程的判别式大于零、等于零、小于零① 联立曲线方程，消元后求判别式；②根据判别式大于零、小于零或等于零结合曲线性质求解．例2、在平面直角坐标系xOy 中，经过点(0，2)且斜率为k 的直线l 与椭圆x 22＋y 2＝1有两个不同的交点P 和Q . (1)求k 的取值范围；(2)设椭圆与x 轴正半轴、y 轴正半轴的交点分别为A ，B ，是否存在常数m ，使得向量OP →＋OQ →与AB →共线？如果存在，求m 值；如果不存在，请说明理由．三、圆锥曲线的定值、定点问题方法1：特殊到一般法根据特殊情况能找到定值(或定点)的问题① 根据特殊情况确定出定值或定点；②对确定出来的定值或定点进行一般情况的证明．例1、已知双曲线C ：x 2－y 22＝1，过圆O ：x 2＋y 2＝2上任意一点作圆的切线l ，若l 交双曲线于A ，B 两点，证明：∠AOB 的大小为定值．方法2：引进参数法定值、定点是变化中的不变量，引入参数找出与变量与参数没有关系的点(或值)即是定点(或定值).①引进参数表示变化量；②研究变化的量与参数何时没有关系，找到定值或定点例2、如图所示，曲线C1：x29＋y28＝1，曲线C2：y2＝4x，过曲线C1的右焦点F2作一条与x轴不垂直的直线，分别与曲线C1，C2依次交于B，C，D，E四点．若G为CD的中点、H为BE的中点，证明|BE|·|GF2||CD|·|HF2|为定值．课堂知识运用训练1．设P是曲线y2＝4x上的一个动点，则点P到点A(－1,1)的距离与点P到x ＝－1直线的距离之和的最小值为( )．A. 2B. 3C. 5D.62．椭圆b 2x 2＋a 2y 2＝a 2b 2(a ＞b ＞0)和圆x 2＋y 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫b 2＋c 2有四个交点，其中c为椭圆的半焦距，则椭圆ac的范围为( )． A.55＜a c ＜35 B ．0＜a c＜25 C.25＜a c ＜35 D.35＜ac ＜55 3．设F 是椭圆x 27＋y 26＝1的右焦点，且椭圆上至少有21个不同的点P i (i ＝1,2,3，…)，使|FP 1|，|FP 2|，|FP 3|，…组成公差为d 的等差数列，则d 的取值范围为________．4．过抛物线y 2＝2px (p ＞0)上一定点P (x 0，y 0)(y 0＞0)作两直线分别交抛物线于A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，当PA 与PB 的斜率存在且倾斜角互补时，则y 1＋y 2y 0的值为________．5．椭圆b 2x 2＋a 2y 2＝a 2b 2(a ＞b ＞0)的左焦点为F ，过F 点的直线l 交椭圆于A ，B 两点，P 为线段AB 的中点，当△PFO 的面积最大时，求直线l 的方程．6．已知⊙O′过定点A(0，p)(p＞0)，圆心O′在抛物线C：x2＝2py(p＞0)上运动，MN为圆O′在轴上所截得的弦．(1)当O′点运动时，|MN|是否有变化？并证明你的结论；(2)当|OA|是|OM|与|ON|的等差中项时，试判断抛物线C的准线与圆O′的位置关系，并说明理由．答案解析圆锥曲线的综合应用一、圆锥曲线的最值问题方法1：定义转化法①根据圆锥曲线的定义列方程；②将最值问题转化为距离问题求解．例1、已知点F是双曲线x24－y212＝1的左焦点，定点A的坐标为(1,4)，P是双曲线右支上的动点，则|PF |＋|PA |的最小值为________．解析如图所示，根据双曲线定义|PF |－|PF ′|＝4，即|PF |－4＝|PF ′|.又|PA |＋|PF ′|≥|AF ′|＝5，将|PF |－4＝|PF ′|代入，得|PA |＋|PF |－4≥5，即|PA |＋|PF |≥9，等号当且仅当A ，P ，F ′三点共线，即P 为图中的点P 0时成立，故|PF |＋|PA |的最小值为9.故填9. 方法2：数形结合（切线法）当所求的最值是圆锥曲线上的点到某条直线的距离的最值时：①求与直线平行的圆锥曲线的切线；②求出两平行线的距离即为所求的最值．例2、求椭圆x 22＋y 2＝1上的点到直线y ＝x ＋23的距离的最大值和最小值，并求取得最值时椭圆上点的坐标．解设椭圆的切线方程为y ＝x ＋b ，代入椭圆方程，得3x 2＋4bx ＋2b 2－2＝0. 由Δ＝(4b )2－4×3×(2b 2－2)＝0，得b ＝± 3. 当b ＝3时，直线y ＝x ＋3与y ＝x ＋23的距离d 1＝62，将b ＝3代入方程3x 2＋4bx ＋2b 2－2＝0，解得x ＝－233，此时y ＝33，即椭圆上的点⎝⎛⎭⎪⎫－233，33到直线y ＝x ＋23的距离最小，最小值是62；当b ＝－3时，直线y ＝x －3到直线y ＝x ＋23的距离d 2＝362，将b ＝－3代入方程3x 2＋4bx ＋2b 2－2＝0，解得x ＝233，此时y ＝－33，即椭圆上的点⎝ ⎛⎭⎪⎫233，－33到直线y ＝x ＋23的距离最大，最大值是362. 方法3：参数法（函数法）② 选取合适的参数表示曲线上点的坐标；②求解关于这个参数的函数最值例3、在平面直角坐标系xOy 中，点P (x ，y )是椭圆x 23＋y 2＝1上的一个动点，则S ＝x ＋y 的最大值为________．解析因为椭圆x 23＋y 2＝1的参数方程为⎩⎨⎧x ＝3cos φy ＝sin φ，(φ为参数)．故可设动点P 的坐标为(3cos φ，sin φ)，其中0≤φ＜2π. 因此S ＝x ＋y ＝3cos φ＋sin φ＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫32cos φ＋12sin φ＝2sin ⎝⎛⎭⎪⎫φ＋π3，所以，当φ＝π6时，S 取最大值2.故填2.方法4：基本不等式法 ①将最值用变量表示．②利用基本不等式求得表达式的最值．例4、求椭圆x 23＋y 2＝1内接矩形ABCD 面积的最大值．二、圆锥曲线的范围问题方法1：曲线几何性质法①由几何性质建立关系式；②化简关系式求解．例1、已知双曲线x 2a 2－y 2b2＝1(a ＞0，b ＞0)的左，右焦点分别为F 1，F 2，点P在双曲线的右支上，且|PF 1|＝4|PF 2|，则此双曲线中ac的取值范围是________．解析根据双曲线定义|PF 1|－|PF 2|＝2a ，设|PF 2|＝r ，则|PF 1|＝4r ，故3r ＝2a ，即r ＝2a 3，|PF 2|＝2a3.根据双曲线的几何性质，|PF 2|≥c －a ，即2a 3≥c －a ，即c a ≤53，即e ≤53.又e＞1，故双曲线的离心率e 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤1，53.故填⎝ ⎛⎦⎥⎤1，53.方法2：判别式法当直线和圆锥曲线相交、相切和相离时，分别对应着直线和圆锥曲线方程联立消元后得到的一元二次方程的判别式大于零、等于零、小于零② 联立曲线方程，消元后求判别式；②根据判别式大于零、小于零或等于零结合曲线性质求解．例2、在平面直角坐标系xOy 中，经过点(0，2)且斜率为k 的直线l 与椭圆x 22＋y 2＝1有两个不同的交点P 和Q .(1)求k 的取值范围；(2)设椭圆与x 轴正半轴、y 轴正半轴的交点分别为A ，B ，是否存在常数m ，使得向量OP →＋OQ →与AB →共线？如果存在，求m 值；如果不存在，请说明理由．解 (1)由已知条件，知直线l 的方程为y ＝kx ＋2，代入椭圆方程，得x 22＋(kx ＋2)2＝1，整理得⎝ ⎛⎭⎪⎫12＋k 2x 2＋22kx ＋1＝0.①由直线l 与椭圆有两个不同的交点P 和Q ，得Δ＝8k 2－4⎝ ⎛⎭⎪⎫12＋k 2＝4k 2－2＞0，解得k ＜－22或k ＞22，即k 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫－∞，－22∪⎝ ⎛⎭⎪⎫22，＋∞. (2)设P (x 1，y 1)，Q (x 2，y 2)，则OP →＋OQ →＝(x 1＋x 2，y 1＋y 2)．由方程①，知x 1＋x 2＝－42k1＋2k 2.②又y1＋y2＝k(x1＋x2)＋22＝221＋2k2.③由A(2，0)，B(0,1)，得AB→＝(－2，1)．所以OP→＋OQ→与AB→共线等价于x1＋x2＝－2(y1＋y2)，将②③代入，解得k＝22.由(1)知k＜－22或k＞22，故不存在符合题意的常数k.三、圆锥曲线的定值、定点问题方法1：特殊到一般法根据特殊情况能找到定值(或定点)的问题②根据特殊情况确定出定值或定点；②对确定出来的定值或定点进行一般情况的证明．例1、已知双曲线C：x2－y22＝1，过圆O：x2＋y2＝2上任意一点作圆的切线l，若l交双曲线于A，B两点，证明：∠AOB的大小为定值．证明当切线的斜率不存在时，切线方程为x＝± 2.当x＝2时，代入双曲线方程，得y＝±2，即A(2，2)，B(2，－2)，此时∠AOB＝90°，同理，当x＝－2时，∠AOB＝90°.当切线的斜率存在时，设切线方程为y＝kx＋b，则|b|1＋k2＝2，即b2＝2(1＋k2)．由直线方程和双曲线方程消掉y，得(2－k2)x2－2kbx－(b2＋2)＝0，由直线l与双曲线交于A，B两点．故2－k2≠0.设A(x1，y1)，B(x2，y2)．则x1＋x2＝2kb2－k2，x1x2＝－b2＋22－k2，y 1y2＝(kx1＋b)(kx2＋b)＝k2x1x2＋kb(x1＋x2)＋b2＝－k 2b 2－2k 22－k 2＋2k 2b 22－k 2＋2b 2－k 2b 22－k 2＝2b 2－2k 22－k 2，故x 1x 2＋y 1y 2＝－b 2－22－k 2＋2b 2－2k 22－k 2＝b 2－21＋k 22－k 2，由于b 2＝2(1＋k 2)，故x 1x 2＋y 1y 2＝0，即OA →·OB →＝0，∠AOB ＝90°.综上可知，若l 交双曲线于A ，B 两点，则∠AOB 的大小为定值90°. 方法2：引进参数法定值、定点是变化中的不变量，引入参数找出与变量与参数没有关系的点(或值)即是定点(或定值).②引进参数表示变化量；②研究变化的量与参数何时没有关系，找到定值或定点【例2】►如图所示，曲线C 1：x 29＋y 28＝1，曲线C 2：y 2＝4x ，过曲线C 1的右焦点F 2作一条与x 轴不垂直的直线，分别与曲线C 1，C 2依次交于B ，C ，D ，E 四点．若G 为CD 的中点、H 为BE 的中点，证明|BE |·|GF 2||CD |·|HF 2|为定值．证明由题意，知F 1(－1,0)，F 2(1,0)，设B (x 1，y 1)，E (x 2，y 2)，C (x 3，y 3)，D (x 4，y 4)，直线y ＝k (x －1)，代入x 29＋y 28＝1，得8⎝ ⎛⎭⎪⎫y k ＋12＋9y 2－72＝0，即(8＋9k 2)y 2＋16ky －64k 2＝0，则y 1＋y 2＝－16k 8＋9k 2，y 1y 2＝－64k 28＋9k 2.同理，将y ＝k (x －1)代入y 2＝4x ，得ky 2－4y －4k ＝0，则y 3＋y 4＝4k，y 3y 4＝－4，所以|BE |·|GF 2||CD |·|HF 2|＝|y 1－y 2||y 3－y 4|·12|y 3＋y 4|12|y 1＋y 2|＝y 1－y 22y 1＋y 22·y 3＋y 42y 3－y 42＝y 1＋y 22－4y 1y 2y 1＋y 22·y 3＋y 42y 3＋y 42－4y 3y 4＝－16k 28＋9k 22＋4×64k 28＋9k 2－16k 28＋9k 22·⎝ ⎛⎭⎪⎫4k 2⎝ ⎛⎭⎪⎫4k 2＋16＝3为定值．课堂知识运用训练1．设P 是曲线y 2＝4x 上的一个动点，则点P 到点A (－1,1)的距离与点P 到x ＝－1直线的距离之和的最小值为( )．A. 2B. 3C. 5D.6解析如图，易知抛物线的焦点为F (1,0)，准线是x ＝－1，由抛物线的定义知：点P 到直线x ＝－1的距离等于点P 到焦点F 的距离；于是，问题转化为：在曲线上求一点P ，使点P 到点A (－1,1)的距离与点P 到F (1,0)的距离之和最小；显然，连AF 交曲线于P 点．故最小值为22＋1，即为 5.答案 C2．椭圆b 2x 2＋a 2y 2＝a 2b 2(a ＞b ＞0)和圆x 2＋y 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫b 2＋c 2有四个交点，其中c为椭圆的半焦距，则椭圆ac的范围为( )． A.55＜a c ＜35 B ．0＜a c＜25 C.25＜a c ＜35 D.35＜ac ＜55 解析此题的本质是椭圆的两个顶点(a,0)与(0，b )一个在圆外、一个在圆内即：⎩⎪⎨⎪⎧ a 2＞⎝ ⎛⎭⎪⎫b 2＋c 2b 2＜⎝ ⎛⎭⎪⎫b 2＋c 2⇒⎩⎪⎨⎪⎧a ＞b2＋c b ＜b 2＋c ⇒⎩⎨⎧a －c2＞14a 2－c 2a 2－c 2＜2c⇒55＜e ＜35.答案 A 3．设F 是椭圆x 27＋y 26＝1的右焦点，且椭圆上至少有21个不同的点P i (i ＝1,2,3，…)，使|FP 1|，|FP 2|，|FP 3|，…组成公差为d 的等差数列，则d 的取值范围为________．解析若公差d ＞0，则|FP 1|最小，|FP 1|＝7－1；数列中的最大项为7＋1，并设为第n 项，则7＋1＝7－1＋(n －1)d ⇒n ＝2d ＋1≥21⇒d ≤110，注意到d ＞0，得0＜d ≤110；若d ＜0，易得－110≤d ＜0. 那么，d 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫－110，0∪⎝⎛⎦⎥⎤0，110. 4．过抛物线y 2＝2px (p ＞0)上一定点P (x 0，y 0)(y 0＞0)作两直线分别交抛物线于A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，当PA 与PB 的斜率存在且倾斜角互补时，则y 1＋y 2y 0的值为________．解析设直线PA 的斜率为k PA ，PB 的斜率为k PB ，由y 21＝2px 1，y 20＝2px 0，得k PA ＝y 1－y 0x 1－x 0＝2p y 1＋y 0，同理k PB ＝2py 2＋y 0，由于PA 与PB 的斜率存在且倾斜角互补，因此2p y 1＋y 0＝－2p y 2＋y 0，即y 1＋y 2＝－2y 0(y 0＞0)，那么y 1＋y 2y 0＝－2. 5．椭圆b 2x 2＋a 2y 2＝a 2b 2(a ＞b ＞0)的左焦点为F ，过F 点的直线l 交椭圆于A ，B 两点，P 为线段AB 的中点，当△PFO 的面积最大时，求直线l 的方程．解求直线方程，由于F (－c,0)为已知，仅需求斜率k ，设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，P (x 0，y 0)，则y 0＝y 1＋y 22，由于S △PFO ＝12|OF |·|y 0|＝c2|y 0|只需保证|y 0|最大即可，由⎩⎨⎧y ＝k x ＋cb 2x 2＋a 2y 2＝a 2b2⇒(b 2＋a 2k 2)y 2－2b 2cky －b 4k 2＝0，|y 0|＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪y 1＋y 22＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪b 2ck b 2＋a 2k 2＝b 2c b 2|k |＋a 2|k |≤bc 2a 得：S △PFO ≤bc 24a ，此时b 2|k |＝a 2|k |⇒k ＝±ba ，故直线方程为：y ＝±ba(x ＋c )．6．已知⊙O ′过定点A (0，p )(p ＞0)，圆心O ′在抛物线C ：x 2＝2py (p ＞0)上运动，MN 为圆O ′在轴上所截得的弦．(1)当O ′点运动时，|MN |是否有变化？并证明你的结论；(2)当|OA |是|OM |与|ON |的等差中项时，试判断抛物线C 的准线与圆O ′的位置关系，并说明理由．解 (1)设O ′(x 0，y 0)，则x 20＝2py 0(y 0≥0)，则⊙O ′的半径|O ′A |＝x 20＋y 0－p2，⊙O ′的方程为(x －x 0)2＋(y －y 0)2＝x 20＋(y 0－p )2，令y ＝0，并把x 20＝2py 0，代入得x 2－2x 0x ＋x 20－p 2＝0，解得x 1＝x 0－p ，x 2＝x 0＋p ，所以|MN |＝|x 1－x 2|＝2p ，这说明|MN |是不变化，其为定值2p . (2)不妨设M (x 0－p,0)，N (x 0＋p,0)．由题2|OA |＝|OM |＋|ON |，得2p ＝|x 0－p |＋|x 0＋p |，所以－p ≤x 0≤p .O ′到抛物线准线y ＝－p2的距离d ＝y 0＋p 2＝x 20＋p22p，⊙O ′的半径|O ′A |＝x 20＋y 0－p 2＝x 20＋⎝ ⎛⎭⎪⎫x 202p －p 2＝12px 40＋4p 4. 因为r ＞d ⇔x 40＋4p 4＞()x 20＋p 22⇔x 20＜32p 2，又x 20≤p 2＜32p 2(p ＞0)，所以r ＞d ，即⊙O ′与抛物线的准线总相交．。

新高考数学复习专题10 圆锥曲线中的最值的问题(解析版)

专题10 圆锥曲线中的最值的问题一、题型选讲题型一、与线段有关的最值问题与线段有关的最值问题关键是建立关于线段的目标函数，然后运用基本不等式或者函数有关的问题，运用基本不等式或者函数求解。

线段的长度可以通过两点间的距离或者利用相交弦长公式进行求解。

例1、（2020届山东省日照市高三上期末联考）过抛物线24y x =的焦点F 作直线交抛物线于A ，B 两点，M 为线段AB 的中点，则（）A ．以线段AB 为直径的圆与直线32x =-相离 B ．以线段BM 为直径的圆与y 轴相切 C ．当2AF FB =时，92AB = D ．AB 的最小值为4【答案】ACD【解析】对于选项A ，点M 到准线1x =-的距离为()1122AF BF AB +=，于是以线段AB 为直径的圆与直线1x =-一定相切，进而与直线32x =-一定相离：对于选项B ，显然AB 中点的横坐标与12BM 不一定相等，因此命题错误. 对于选项C ，D ，设()11,A x y ，()22,B x y ，直线AB 方程为1x my =+，联立直线与抛物线方程可得2440y my --=，124y y =-，121=x x ，若设()24,4A a a ，则211,4B a a ⎛⎫- ⎪⎝⎭，于是21221424AB x x p a a=++=++，AB 最小值为4；当2AF FB =可得122y y =-， 142a a ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭，所212a =，92AB =.故选:ACD.例2、（2020届山东省泰安市高三上期末）已知抛物线()220y px p =>的焦点为F (4，0)，过F 作直线l交抛物线于M ，N 两点，则p =_______，49NF MF-的最小值为______．【答案】8p = 13【解析】∵ 抛物线()220y px p =>的焦点为F(4，0)，∴ 8p =，∴ 抛物线的方程为216y x =，设直线l 的方程为4x my =+，设()11,M x y ，()22,N x y ，由2164y x x my ⎧=⎨=+⎩得216640y my --=， ∴1216y y m +=，1264y y =-，由抛物线的定义得11MF NF +121144x x =+++()()21124444x x x x +++=++()()211244888my my my my ++++=++()()122121216864m y y m y y m y y ++=+++22216166412864m m m +=-++()()22161641m m +=+14=， ∴49NF MF -11494NF NF ⎛⎫=-- ⎪ ⎪⎝⎭419NF NF =+-1≥13=，当且仅当49NF NF=即6NF =时，等号成立，故答案为：13．例3（2019南京、盐城一模）如图，在平面直角坐标系xOy 中，设点M (x 0，y 0)是椭圆C ：x 24＋y 2＝1上的一点，从原点O 向圆M ：(x －x 0)2＋(y －y 0)2＝r 2作两条切线分别与椭圆C 交于点P ，Q ，直线OP ，OQ 的斜率分别记为k 1，k 2.(1) 若圆M 与x 轴相切于椭圆C 的右焦点，求圆M 的方程；(2) 若r ＝255.①求证：k 1k 2＝－14；②求OP ·OQ 的最大值．思路分析1 第(2)问，注意到直线OP ，OQ 与圆相切，因此，利用圆心到直线的距离等于半径可得到k 1，k 2与x 0，y 0的关系，利用点(x 0，y 0)在椭圆上，来求出k 1k 2的值．由直线OP ，OQ 与椭圆相交，求出交点的坐标，进而将OP ·OQ 表示为k 1，k 2的代数式，根据k 1k 2＝－14，消去k 1(或k 2)后，得到关于k 2(或k 1)的函数，利用基本不等式或函数求最值的方法，求出OP ·OQ 的最大值．思路分析2 对于第(2)问的第②小题，由点P ，Q 在椭圆上以及k 1k 2＝－14，将OP ，OQ 表示为点P ，Q 的横坐标的形式，然后来求它的最值．规范解答 (1) 因为椭圆C 右焦点的坐标为(3，0)，所以圆心M 的坐标为3，±12，(2分)从而圆M 的方程为(x －3)2＋y ±122＝14.(4分)(2) ①因为圆M 与直线OP ：y ＝k 1x 相切，所以|k 1x 0－y 0|k 21＋1＝255，即(4－5x 20)k 21＋10x 0y 0k 1＋4－5y 20＝0，(6分)同理，有(4－5x 20)k 22＋10x 0y 0k 2＋4－5y 20＝0，所以k 1，k 2是方程(4－5x 20)k 2＋10x 0y 0k ＋4－5y 20＝0的两根，(8分)从而k 1k 2＝4－5y 204－5x 20＝4－51－14x 204－5x 20＝－1＋54x 204－5x 20＝－14.(10分)②解法1 设点P(x 1，y 1)，Q(x 2，y 2)，联立⎩⎪⎨⎪⎧y ＝k 1x ，x 24＋y 2＝1，解得x 21＝41＋4k 21，y 21＝4k 211＋4k 21，(12分) 同理，x 22＝41＋4k 22，y 22＝4k 221＋4k 22，所以OP 2·OQ 2＝41＋4k 21＋4k 211＋4k 21·41＋4k 22＋4k 221＋4k 22. 由①可知，k 1k 2＝－14，所以原式＝41＋k 211＋4k 21·41＋k 221＋4k 22＝4＋4k 211＋4k 21·1＋16k 211＋4k 21(14分) ≤5＋20k 21221＋4k 212＝254，当且仅当k 1＝±12时取等号. 所以OP ·OQ 的最大值为52. (16分)解法2 设点P(x 1，y 1)，Q(x 2，y 2)，由①知k 1k 2＝－14，得y 1y 2x 1x 2＝－14，16y 21y 22＝x 21x 22.(*)因为y 21＝1－x 214，y 22＝1－x 224代入(*)，整理得x 21＋x 22＝4.(12分)所以OP 2·OQ 2＝(x 21＋y 21)·(x 22＋y 22)＝1＋3x 2141＋3x 224(14分)≤2＋34x 21＋x 2222＝254，当且仅当x 1＝－x 2＝±2时取等号，所以OP ·OQ 的最大值为52.(16分)题型二、与向量有关的最值问题与向量有关的最值问题关键就是表示出点坐标，通过数量积转化为函数问题，然后运用基本不等式或者求导研究最值。

高中数学圆锥曲线与最值及取值范围问题(附经典例题与解析)

圆锥曲线与最值问题【知识点分析】方法一、圆锥曲线的的定义转化法借助圆锥曲线定义将最值问题等价转化为易求、易解、易推理证明的问题来处理．（1）椭圆：到两定点的距离之和为常数（大于两定点的距离）（2）双曲线：到两定点距离之差的绝对值为常数（小于两定点的距离）（3）抛物线：到定点与定直线距离相等。

【相似题练习】1．已知抛物线y 2＝8x ，点Q 是圆C ：x 2+y 2+2x ﹣8y +13＝0上任意一点，记抛物线上任意一点到直线x ＝﹣2的距离为d ，则|PQ |+d 的最小值为（） A ．5 B ．4 C ．3 D ．2 1．已知双曲线C ：的右焦点为F ，P 是双曲线C 的左支上一点，M （0，2），则△PFM 周长最小值为．【知识点分析】方法二、函数法二次函数2y ax bx c =++顶点坐标为24b ac b ⎛⎫-- ⎪，1．已知F 1，F 2为椭圆C ：+＝1的左、右焦点，点E 是椭圆C 上的动点，1•2的最大值、最小值分别为（） A ．9，7 B ．8，7 C ．9，8 D ．17，8【知识点分析】方法三、利用最短路径【问题1】“将军饮马”作法图形原理在直线l 上求一点P ，使P A +PB 值最小．作B 关于l 的对称点B ＇连A B ＇，与l 交点即为P ．两点之间线段最短． P A +PB 最小值为A B ＇．【问题2】作法图形原理在直线1l 、2l 上分别求点M 、N ，使△PMN 的周长最小．分别作点P 关于两直线的对称点P ＇和P ＇＇，连P ＇P ＇＇，与两直线交点即为M ，N ．两点之间线段最短． PM +MN +PN 的最小值为线段P ＇P ＇＇的长．【问题3】作法图形原理在直线1l 、2l 上分别求点M 、N ，使四边形PQMN 的周长最小．分别作点Q 、P 关于直线1l 、2l 的对称点Q ＇和P ＇连Q ＇P ＇，与两直线交点即为M ，N ．两点之间线段最短．四边形PQMN 周长的最小值为线段P ＇P ＇＇的长．【问题4】作法图形原理作点P 关于1l 的对称点P ＇，作P ＇B ⊥2l 于B ，交l 于A ．点到直线，垂线段最短． P A +AB 的最小值为线段P ＇B 的长．l B A lPB'AB l 1l 2Pl 1l 2NMP''P'P l 1l 2N MP'Q'Q P l 1l 2P Q l 1A P'Pl 1l 2P小．【问题5】作法图形原理A 为1l 上一定点，B 为2l 上一定点，在2l 上求点M ，在1l 上求点N ，使AM +MN +NB 的值最小．作点A 关于2l 的对称点A ＇，作点B 关于1l 的对称点B ＇，连A ＇B ＇交2l 于M ，交1l 于N ．两点之间线段最短． AM +MN +NB 的最小值为线段A ＇B ＇的长．【相似题练习】1．已知双曲线x 2﹣y 2＝1的右焦点为F ，右顶点A ，P 为渐近线上一点，则|PA |+|PF |的最小值为（）A ．B ．C ．2D ．【知识点分析】方法四、利用圆的性质【相似题练习】1．已知椭圆，圆A ：x 2+y 2﹣3x ﹣y +2＝0，P ，Q 分別为椭圆C 和圆A 上的点，F （﹣2，0），则|PQ |+|PF |的最小值为（） A ． B ． C ． D ．l 2l 1ABNMl 2l 1M N A'B'AB【知识点分析】方法五、切线法【相似题练习】1．如图，设椭圆C ：+＝1（a ＞b ＞0）的左右焦点为F 1，F 2，上顶点为A ，点B ，F 2关于F 1对称，且AB⊥AF 2（Ⅰ）求椭圆C 的离心率；（Ⅱ）已知P 是过A ，B ，F 2三点的圆上的点，若△AF 1F 2的面积为，求点P 到直线l ：x ﹣y ﹣3＝0距离的最大值．【知识点分析】方法六、参数法1．圆222)()(r b y a x =-+-的参数方程可表示为)(.sin ,cos 为参数θθθ⎩⎨⎧+=+=r b y r a x .2. 椭圆12222=+b y a x )0(>>b a 的参数方程可表示为)(.sin ,cos 为参数ϕϕϕ⎩⎨⎧==b y a x .3．抛物线px y 22=的参数方程可表示为)(.2,22为参数t pt y px x ⎩⎨⎧==.【相似题练习】已知点A （2，1），点B 为椭圆+y 2＝1上的动点，求线段AB 的中点M 到直线l 的距离的最大值．并求此时点B 的坐标．【知识点分析】方法七、基本不等式1、均值不等式定理：若0a >，0b >，则2a b ab +≥，2、常用的基本不等式：①()222,a b ab a b R +≥∈；②()22,2a b ab a b R +≤∈；③()20,02a b ab a b +⎛⎫≤>> ⎪⎝⎭；④()222,22a b a b a b R ++⎛⎫≥∈ ⎪⎝⎭．【相似题练习】1．抛物线y 2＝4x 的焦点为F ，点A 、B 在抛物线上，且∠AFB ＝，弦AB 的中点M 在准线l 上的射影为M ′，则的最大值为．方法七、利用三角形的三边关系两边之和大于第三边，两边之差小于第三边。

圆锥曲线求最值方法总结及典型例题

圆锥曲线最值问题—5大方面最值问题是圆锥曲线中的典型问题，它是教学的重点也是历年高考的热点。

解决这类问题不仅要紧紧把握圆锥曲线的定义，而且要善于综合应用代数、平几、三角等相关知识。

以下从五个方面予以阐述。

一．求距离的最值例1.设AB 为抛物线y=x 2的一条弦，若AB=4，则AB 的中点M 到直线y+1=0的最短距离为，解析：抛物线y=x 2的焦点为F （0 ，41），准线为y=41-，过A 、B 、M 准线y=41-的垂线，垂足分别是A 1、B 1、M 1，则所求的距离d=MM 1+43=21(AA 1+BB 1) +43=21(AF+BF) +43≥21AB+43=21×4+43=411, 当且仅当弦AB 过焦点F 时，d 取最小值411，评注：灵活运用抛物线的定义和性质，结合平面几何的相关知识，使解题简洁明快，得心应手。

二．求角的最值例2．M ，N 分别是椭圆12422=+y x 的左、右焦点，l 是椭圆的一条准线，点P 在l 上，则∠MPN 的最大值是 .解析：不妨设l 为椭圆的右准线，其方程是22=x ，点)0)(,22(00>y y P ，直线PM 和PN 倾斜角分别为βα和.∵)0,2(),0,2(N M -∴,232220tan 00y y k PM =+-==α22220tan 00y y k PN =--==β于是)tan(tan αβ-=∠MPN 2321232tan tan 1tan tan 0000y y y y ⋅+-=+-=αβαβ 33622262262200200=≤+=+=y y y y ∵)2,0[π∈∠MPN ∴6π≤∠MPN 即∠MPN 的最大值为6π. 评注：审题时要注意把握∠MPN 与PM 和PN 的倾斜角之间的内在联系.三、求几何特征量代数和的最值例3.点M 和F 分别是椭圆192522=+y x 上的动点和右焦点，定点B(2,2).⑴求|MF|+|MB|的最小值. ⑵求45|MF|+|MB|的最小值. 解析：易知椭圆右焦点为F(4,0)，左焦点F ′(-4,0)，离心率e=54，准线方程x=±425. ⑴|MF| + |MB| = 10―|MF ′ | + |MB| =10―（|MF ′|―|MB|）≥10―|F ′B|=10―210.故当M ，B ，F ′三点共线时，|MF|+|MB|取最小值10―210.⑵过动点M 作右准线x=425的垂线，垂足为H ，则54||||==e MH MF ⇒||54|H |MF M =. 于是45|MF|+|MB|=|MH|+|MB|≥|HB|=417. 可见，当且仅当点B 、M 、H 共线时，45|MF|+|MB|取最小值417. 评注：从椭圆的定义出发，将问题转化为平几中的问题，利用三角形三边所满足的基本关系，是解决此类问题的常见思路。

圆锥曲线的最值问题

圆锥曲线的最值问题例1、给定点A (-2,2)，已知B 是椭圆2212516x y +=上的动点，F 是右焦点，当53AB BF +取得最小值时，试求B 点的坐标。

解析：因为椭圆的35e =，所以513AB BF AB BF e +=+，而1BF e 为动点B 到左准线的距离。

故本题可化为，在椭圆上求一点B ，使得它到A 点和左准线的距离之和最小，过点B 作l 的垂线，垂点为N ，过A 作此准线的垂线，垂点为M ，由椭圆定义||35||||||||BF e BF BN e BN BF ==⇒= 于是 5||||||3AB BF AB BN AN AM +=+≥≥为定值其中，当且仅当B 点AM 与椭圆的定点时等点成立，此时B为(2) 所以，当53AB BF +取得最小值时，B点坐标为(2)例2、已知椭圆的焦点1(3,0)F -、2(3,0)F ，且与直线90x y -+=有公共点，求其中长轴最短的椭圆方程．解：（法一）设椭圆方程为222219x y a a +=-（29a >），由22221990x y a a x y ⎧+=⎪-⎨⎪-+=⎩得22224(29)18900a x a x a a -++-=，由题意，a 有解，∴22224(18)4(29)(90)0a a a a ∆=---≥， ∴42544050a a -+≥，∴245a ≥或29a ≤（舍），∴2min 45a =，此时椭圆方程是2214536x y +=．（法二）先求点1(3,0)F -关于直线90x y -+=的对称点(9,6)F -，直线2FF 与椭圆的交点为M，则12222||||||||||a MF MF MF MF FF =+=+≥=，∴mina =2214536x y +=．例3、已知动点A 、B 分别在x 轴、y 轴上，且满足|AB|=2，点P 在线段AB 上，且).(是不为零的常数t t =设点P 的轨迹方程为C（1）求点P 的轨迹方程C ；（2）若t=2，点M 、N 是C 上关于原点对称的两个动点（M 、N 不在坐标轴上），点Q坐标为),3,23(求△QMN 的面积S 的最大值。

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圆锥曲线最值问题及练习中学数学最值问题遍及代数、三角，立体几何及解析几何各科之中，且与生产实际联系密切，最值问题有两个特点：①覆盖多个知识点（如二次曲线标准方程，各元素间关系，对称性,四边形面积，解二元二次方程组，基本不等式等）②求解过程牵涉到的数学思想方法也相当多（诸如配方法，判别式法，参数法，不等式，函数的性质等)计算量大，能力要求高.1、回到定义例1、已知椭圆221259x y+=，A(4，0），B（2，2）是椭圆内的两点，P是椭圆上任一点，求：（1）求5||||4PA PB+的最小值；（2）求|PA｜+|PB|的最小值和最大值。

略解：（1）A为椭圆的右焦点。

作PQ⊥右准线于点Q,则由椭圆的第二定义||4 ||5 PAePQ==，∴5||||||||4PA PB PQ PB+=+。

问题转化为在椭圆上找一点P，使其到点B和右准线的距离之和最小，很明显，点P应是过B向右准线作垂线与椭圆的交点，最小值为174。

（2）由椭圆的第一定义,设C为椭圆的左焦点，则|PA|=2a—|PC|∴｜PA|+|PB｜=2a—|PC｜+|PB｜=10+（|PB｜ -|PC｜）根据三角形中，两边之差小于第三边，当P运动到与B、C成一条直线时，便可取得最大和最小值。

即-|BC｜≤｜PB｜—｜PC|≤|BC｜.当P到P”位置时，|PB｜ -|PC|=|BC｜，|PA|+｜PB|有最大值，最大值为10+|BC|=10+P到P"位置时，｜PB| —|PC｜=—｜BC｜，｜PA｜+｜PB|有最小值，最小值为10-|BC|=10-回到定义的最值解法同样在双曲线、抛物线中有类似应用.（2）中的最小值还可以利用椭圆的光学性质来解释：从一个焦点发出的光线经过椭圆面反射后经过另一焦点，而光线所经过的路程总是最短的。

2、利用闭区间上二次函数最值的求法例2、在抛物线24xy=上求一点,使它到直线y=4x—5的距离最短。

解：设抛物线上的点)4,(2t t P ，点Ｐ到直线4x-y —5=0的距离174)21(41754422+-=+-=t t t d当21=t 时，174min =d ，故所求点为)1,21(.例3、已知一曲线x y 22=,（１）设点A 的坐标为)0,32(，求曲线上距点A 最近的点P 的坐标及相应的距离｜PA ｜；（２）设点A 的坐标为（a ，0）a ∈R ，求曲线上点到点A 距离最小值d ，并写出d=f （a ）的函数表达式.解：(1)设M （x ，y)是曲线上任意一点，则x y 22= )0(≥x31)31(2)32()32(22222++=+-=+-=x x x y x MA ∵ x ≥094min2=MA∴ 所求P 点的坐标是（0,0），相应的距离是32=AP（2)设M （x,y)是曲线上任意一点,同理有x a x y a x MA 2)()(2222+-=+-=)12()]1([2-+--=a a x 0≥x综上所述，有⎪⎩⎪⎨⎧-=aa d 12)1a ()1a (时当时当<≥3、运用函数的性质例4、在△ABC 中,A ∠，B ∠,C ∠的对边分别为a ，b,c,且c=10， 34cos cos ==a b B A ，P 为△ABC 内切圆上动点，求点P 到顶点A ，B ，C 的距离的平方和最大值与最小值。

解：由B A A B A A ABa b B A 2sin 2sin 0sin cos cos sin sin sin cos cos =⇒=-⇒== ∵134≠=a b ∴ B A 22-=π ∴△ABC 为Rt △由C=10，且34=a b 知 a=6 b=8 设△ABC 内切圆半径为r ，如图建立直角坐标系,则Rt △ABC 的内切圆M 的方程为：4)2()2(22=-+-y x 设圆M 上动点P （x,y)(40≤≤x ），则P 点到顶点A,B,C 的距离的平方和为:222222222)6()8(x y y x y x PC PB PA ++-+++-=++= 10012163322+--+=y x y x764])2()2[(322+--+-=x y x ＝88—4x∵点P 在内切圆M 上,40≤≤x ,于是88088max =-= 721688min =-=例5、直线m ：y=kx+1和双曲线x 2—y 2=1的左支交于A ，B 两点，直线L 过点P(-2，0)和线段AB 的中点M ，求L 在y 轴上的截距b 的取值范围.略解：设A （x 1，y 1)，B （x 2，y 2），M （x 0,y 0),将y=kx+1代入x 2-y 2=1得（1—k 2）x 2-2kx —2=0,由题意，△〉0且x 1+x 2〈0,x 1x 2>0,解之得1k <<,且M 221(,)11k k k--,又由P （—2,0）,M ，Q （0，b)共线，得22211122221b k k k k k -==-+++-，即2222b k k =-++ 下面可利用函数f （k ）=—2k 2+k+2在上是减函数，可得22b b <->。

例6、已知P 是椭圆2214x y +=在第一象限内的点，A （2，0），B(0，1），O 为原点，求四边形OAPB 的面积的最大值。

略解:设P （2cos θ,sin θ），（0〈θ<л/2）,点P 到直线AB ：x+2y=2的距离|)2|5d πθ+-==≤=4、判别式法例7、定长为3的线段AB 的两个端点在抛物线x y =2上移动,记线段AB 的中点为M,求点M 到y 轴的最短距离,并求此时点M 的坐标。

解:设点Ａ、Ｂ的坐标分别为),(11y x ，),(22y x ，那么211y x =，222y x =①由题意，得2122122)()(3y y x x -+-= ②，又AB 的中点M(x,y ）到y 轴的距离为122x x x +=③，将① ③ 代入② 整理得02432)(42221221=--++x x y y y y ④，∵ 21y y 为实数，故 △＝0)243(44422≥--⨯-x x 又∵ x>0得45≥x ⑤，当45=x 时，△＝０由④解得4121-=y y ⑥，2214522122)(212221221=-⨯=-=++=+x y y y y y y ,可得221=+y y ⑦，由 ⑥，⑦可得1y ，2y ，由①即得相应的1x ，2x 。

故AB 的中点M 距y 轴最短距离为450=x ，且相应的中点坐标为)22,45(或)22,45(-. 法二：121x y = 222x y = 212221x x y y -=-∴ yx x y y k 212121=--=∴ 221222122))(41(9)]()2(1[3y y y y y y -+=⇒-+= ∵ 2221212y y x x x +=+= ① 212y y y += ②由①－②２得212242y y y x -=- ③ ①＋③得2212)(44y y y x -=- ④ ④代入①得 4551924419422≥⇒=-≥++=x y y x当且仅当1441922+=+y y 212=y 22±=y 时等式成立。

∴ 45min =x )22,45(±M 说明：此法即为下面的基本不等式法. 5、利用基本不等式例8、已知椭圆2214x y +=，F 1，F 2为其两焦点，P 为椭圆上任一点。

求:（1）｜PF 1||PF 2｜的最大值；（2）｜PF 1｜2+|PF 2|2的最小值。

略解：设｜PF 1|=m ，|PF 2|=n ，则m+n=2a=4，|PF 1|｜PF 2｜=mn ≤22m n +⎛⎫ ⎪⎝⎭=4。

求△MON 的面积的最小值.（3b a）2、设椭圆的中心在原点,长轴在x 轴上，离心率为3e =，已知点P （0,3/2）到这个椭圆上的点的最远距离为7，求这个椭圆方程，并求椭圆上到点P 的距离等于7的点的坐标。

（2214x y +=，所求点为1(3,)2±-）3、P 为椭圆2221x y a+=上的一个动点，它与长轴端点不重合，2a ≥，点F 1和F 2分别是双曲线2221x y a -=的左右焦点，ф=∠F 1PF 2，（1）求tg ф的表达式;（用a 及描述P 位置的一个变量来表示）（2）当a 固定时求ф的最小值ф0；（3）当a 在区间[2,3]上变化时，求ф0的取值范围。

（2022021(1)1a y tg a y φ+=--+，20211a arctg a φπ+=--，02[,2]3arctg πφ∈) 4、已知抛物线的方程为212y x m =-+，点A 、B 及P （2,4）均在抛物线上，且直线PA 、PB 的倾斜角互补．(1)求证：直线AB 的斜率为定值；（2）（2)当直线AB 在ｙ轴上的截距为正时，求△PAB 面积的最大值．（最大值为6439，当b=163时取到。

）。

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