趙存善
圓錐曲線中最值與范圍問題一直是高考中的熱點和難點,其中有不少試題涉及到最值與范圍,對于這些問題,很多同學望而生畏,騎虎難下,深感困難重重,難以決策。這類問題,也并非無規(guī)可尋,下面通過幾個典型題目談談解決圓錐曲線中最值與范圍問題的策略。
題型一:最值問題
例1 已知P為拋物線y=上的動點,點P在x軸上的射影為M,點A的坐標是(2,0),則|PA|+|PM|的最小值是 。
[解析]如圖,拋物線y=,即x2=4y的焦點為F(0,1),記點P在拋物線的準線l:y=-1上的投影為P′,
根據(jù)拋物線的定義知,|PP′|=|PF|,
則|PP′|+|PA|=|PF|+|PA|≥|AF|=
所以(|PA|+|PM|)min=(|PA|+|PP′|-1)min=。
[答案]
[講評]一看到本題,不少同學可能會依常理“出版”——構造函數(shù),將問題轉化為求函數(shù)的最值,然而其最值很難求得,這也恰恰落入了命題者有意設置的“圈套”之中,事實上,與拋物線的焦點(或準線)相關的最值問題,更多的是考慮數(shù)形結合,利用拋物線的定義進行轉化,然后再利用三點共線或三角形的三邊關系加以處理。
探究1 圓錐曲線中最值的求法有兩種:
(1)幾何法:若題目的條件和結論能明顯體現(xiàn)幾何體特征及意義,則考慮利用圖形性質來解決,這就是幾何法。
(2)代數(shù)法:若題目的條件和結論能體現(xiàn)一種明確的函數(shù),則可首先建立起目標函數(shù),再求這個函數(shù)的最值,求函數(shù)最值的常用方法有配方法、判別式法、重要不等式法及函數(shù)的單調性法等。
題型二 范圍問題
例2(2012·天津)設橢圓(a>b>0)的左、右頂點分別為A、B,點P在橢圓上且異于A,B兩點,O為坐標原點。
(1)若直線AP與BP的斜率之積為-,求橢圓的離心率;
(2)若|AP|=|OA| ,證明直線OP的斜率k滿足|k|>。
[解析](1)設點P的坐標為(x0,y0),由題意,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,所以橢圓的離心率e=。
(2) 依題意,直線OP的方程為y=kx,設點P的坐標為(x0,y0),
由條件得。
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 求參數(shù)范圍的常用方法有四種:
(1)函數(shù)法:用其他變量表示該參數(shù),建立函數(shù)關系,利用求函數(shù)值域的方法求解。
(2)不等式法:根據(jù)題意建立含參數(shù)的不等式,通過解不等式求參數(shù)的范圍。
(3)判別式法:建立關于某變量的一元二次方程,利用判別式Δ求參數(shù)范圍。
(4)數(shù)形結合法:研究該參數(shù)所表示的幾何意義,利用數(shù)形結合思想求解。