1、用心 爱心 专心 1点击圆锥曲线中的最值问题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=x2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=x2的焦点为 F(0 ,41) ,准线为 y= 41,过 A、B、M 准线 y=的垂线,垂足分别是 A1、B 1、M 1,则所求的距离d=MM1+ 43= 2(AA1+BB1) + 43= 21(AF+BF) + AB+ = 4+
2、= ,当且仅当弦 AB 过焦点 F 时,d 取最小值 ,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 124yx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 2x,点 )0(,(0yP,直线 PM 和 PN 倾斜角分别为 和 . ),2(),(NM ,230tan0yykP2N于是 )ta(ta 231tnt100y3626200y ),MPN MPN 即 MPN 的最大值为 6.评注:审题时要注意把握 MPN 与 PM 和 PN 的
3、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 1925yx上的动点和右焦点,定点 B(2,2).求|MF|+|MB|的最小值. 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= 5,准线方程 x= 25.|MF| + |MB| = 10|MF | + |MB| =10(|MF |MB|)10|F B|=102 10. 故当 M,B,F 三点共线时,|MF|+|MB|取最小值 102 10.过动点 M 作右准线x= 425的垂线,垂足为 H,则 |e|5F.于是4|MF|+|MB|=|MH|+|
4、MB|HB|= 417.可见,当且仅当点 B、M、H 共线时, 5|MF|+|MB|取最小值17.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。例 4点 P 为双曲线 142yx的右支上一点, M, N 分别为 )5(和1)5(2yx上的点,则 PM PN 的最大值为 .用心 爱心 专心 2解析:显然两已知圆的圆心分别为双曲线的左焦点 )0,5(1F和右焦点 2.对于双曲线右支上每一个确定的点 P,连结 PF1,并延长 PF1交 F1于点Mo.则 PM0为适合条件的最大的 PM,连结 PF2,交 F2于点 No.则 PN0为适合条件
5、的最小的 PN.于是 PM)()(1 624)(1故 PM PN 的最大值为 6.评注:仔细审题,合理应用平面几何知识,沟通条件与所求结论的内在联系,是解决本题的关键.例 5已知 e1, e2分别是共轭双曲线2byax和 byax的离心率,则e1+e2的最小值为 .解析: ,1221a2bae)1(4)( 222121 bae8)(42ba考虑到 01e,故得 21e. 即 e1+e2的最小值为 .评注:解题关键在于对圆锥曲线性质的准确理解,并注意基本不等式等代数知识的合理应用.四、求面积的最值例 6已知平面内的一个动点 P 到直线34:xl的距离与到定点 )0,3(F的距离之比为 2,点 )
6、21,(A,设动点 P 的轨迹为曲线 C.求曲线 C 的方程;过原点 O 的直线 l 与曲线 C 交于 M, N 两点.求 MAN 面积的最大值.解析:设动点 P 到 l 的距离为 d,由题意 23dF根据圆锥曲线统一定义,点 P 的轨迹 C 为椭圆. 23,ace, 可得 ,2a 142b故椭圆 C 的方程为: yx若直线 l 存在斜率,设其方程为 ,kxl与椭圆 C 的交点 ),(1M),(2N将 y=kx 代入椭圆 C 的方程 14yx并整理得 0)41(2xk. 21,k于是 21)(| xN4)212xk226( k又 点 A 到直线 l 的距离 21|d故 MAN 的面积 4|21
7、kMNS从而 224)(k当 k=0 时, S2=1 得 S=1当 k0 时, S2 0, a 245, 故 amin=3 5,得(2a) min=6 5,此时椭圆方程为 1364yx.解法 2:设椭圆 92a=1 与直线xy+9=0 的公共点为 M(acos, sin),则 acos sin2+9=0 有解. )co(92a=9 cos(+ )= 2,| 92a|192a9 a245, a min=3 5,得(2a) min=6 5,此时椭圆的方程 1364yx.解法 3:先求得 F1(3,0)关于直线xy+9=0 的对称点 F(9,6),设直线 xy+9=0与椭圆的一个交点为 M,则 2a=|MF1|+|MF2| =|MF| +|MF2|FF 2|=6 5,于是(2a)min=6 ,此时易得: a 2=45, b2=36,于是椭圆的方程为 136452yx.评注:本题分别从代数、三角、几何三种途径寻求解决。由不同角度进行分析和处理,有利于打开眼界,拓宽思路,训练思维的发散性。解决圆锥曲线中的最值问题,要熟练准确地掌握圆锥曲线的定义、性质,在此基础上,灵活合理地运用函数与方程、转化与划归及数形结合等思想方法,仔细审题,挖掘隐含,寻求恰当的解题方法。此外,解题过程力争做到思路清晰、推理严密、运算准确、规范合理。