(浙江專用)2021版新高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第九章 平面解析幾何 10 第10講 圓錐曲線的綜合問題教學(xué)案
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1、第10講 圓錐曲線的綜合問題 圓錐曲線中的定點(diǎn)、定值問題 (2020·杭州七校聯(lián)考)已知橢圓C:+=1(a>b>0)的離心率為,焦點(diǎn)與短軸的兩頂點(diǎn)的連線與圓x2+y2=相切. (1)求橢圓C的方程; (2)過點(diǎn)(1,0)的直線l與C相交于A,B兩點(diǎn),在x軸上是否存在點(diǎn)N,使得·為定值?如果有,求出點(diǎn)N的坐標(biāo)及定值;如果沒有,請(qǐng)說明理由. 【解】 (1)因?yàn)闄E圓C:+=1(a>b>0)的離心率為,焦點(diǎn)與短軸的兩頂點(diǎn)的連線與圓x2+y2=相切, 所以,解得c2=1,a2=4,b2=3. 所以橢圓C的方程為+=1. (2)當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),設(shè)其方程為y=k(
2、x-1), A(x1,y1),B(x2,y2), ?(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0, 則Δ>0,, 若存在定點(diǎn)N(m,0)滿足條件, 則有·=(x1-m)(x2-m)+y1y2 =x1x2+m2-m(x1+x2)+k2(x1-1)(x2-1) =(1+k2)x1x2-(m+k2)(x1+x2)+k2+m2 =-+k2+m2 =. 如果要使上式為定值,則必須有=?m=,驗(yàn)證當(dāng)直線l斜率不存在時(shí),也符合. 故存在點(diǎn)N滿足·=-. 圓錐曲線中的定值問題的常見類型及解題策略 (1)求代數(shù)式為定值:依題意設(shè)條件,得出與代數(shù)式參數(shù)有關(guān)的等式,代入代數(shù)式、化簡即
3、可得出定值. (2)求點(diǎn)到直線的距離為定值:利用點(diǎn)到直線的距離公式得出距離的解析式,再利用題設(shè)條件化簡、變形求得. (3)求某線段長度為定值:利用長度公式求得解析式,再依據(jù)條件對(duì)解析式進(jìn)行化簡、變形即可求得. (2020·杭州、寧波二市三校聯(lián)考)已知拋物線C:y2=2px(p>0)過點(diǎn)M(m,2),其焦點(diǎn)為F′,且|MF′|=2. (1)求拋物線C的方程; (2)設(shè)E為y軸上異于原點(diǎn)的任意一點(diǎn),過點(diǎn)E作不經(jīng)過原點(diǎn)的兩條直線分別與拋物線C和圓F:(x-1)2+y2=1相切,切點(diǎn)分別為A,B,求證:直線AB過定點(diǎn). 解:(1)拋物線C的準(zhǔn)線方程為x=-, 所以|MF′|=m+=
4、2,又4=2pm,即4=2p, 所以p2-4p+4=0,所以p=2, 所以拋物線C的方程為y2=4x. (2)證明:設(shè)點(diǎn)E(0,t)(t≠0),由已知切線不為y軸,設(shè)直線EA:y=kx+t,聯(lián)立,消去y,可得k2x2+(2kt-4)x+t2=0,① 因?yàn)橹本€EA與拋物線C相切,所以Δ=(2kt-4)2-4k2t2=0,即kt=1,代入①可得x2-2x+t2=0,所以x=t2,即A(t2,2t). 設(shè)切點(diǎn)B(x0,y0),則由幾何性質(zhì)可以判斷點(diǎn)O,B關(guān)于直線EF:y=-tx+t對(duì)稱,則 ,解得, 即B. 直線AF的斜率為kAF=(t≠±1), 直線BF的斜率為kBF==(t≠±
5、1), 所以kAF=kBF,即A,B,F(xiàn)三點(diǎn)共線. 當(dāng)t=±1時(shí),A(1,±2),B(1,±1),此時(shí)A,B,F(xiàn)三點(diǎn)共線. 所以直線AB過定點(diǎn)F(1,0). 圓錐曲線中的范圍、最值問題(高頻考點(diǎn)) 圓錐曲線中的范圍(最值)問題是高考命題的熱點(diǎn),多以解答題的第二問呈現(xiàn),試題難度較大.主要命題角度有: (1)建立目標(biāo)函數(shù)求范圍、最值; (2)利用基本不等式求最值; (3)利用判別式構(gòu)造不等關(guān)系求范圍. 角度一 建立目標(biāo)函數(shù)求范圍、最值 如圖,已知拋物線x2=y(tǒng),點(diǎn)A,B,拋物線上的點(diǎn)P(x,y).過點(diǎn)B作直線AP的垂線,垂足為Q. (1)求直線AP斜率的取值
6、范圍; (2)求|PA|·|PQ|的最大值. 【解】 (1)設(shè)直線AP的斜率為k,k==x-, 因?yàn)椋?x<,所以直線AP斜率的取值范圍是(-1,1). (2)聯(lián)立直線AP與BQ的方程 解得點(diǎn)Q的橫坐標(biāo)xQ=. 因?yàn)閨PA|= = (k+1), |PQ|= (xQ-x)=-, 所以|PA|·|PQ|=-(k-1)(k+1)3. 令f(k)=-(k-1)(k+1)3, 因?yàn)閒′(k)=-(4k-2)(k+1)2, 所以f(k)在區(qū)間上單調(diào)遞增,上單調(diào)遞減,因此當(dāng)k=時(shí),|PA|·|PQ|取得最大值. 角度二 利用基本不等式求最值 (2020·浙江省名校協(xié)作體聯(lián)考)
7、若橢圓+=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,線段F1F2被拋物線y2=2bx的焦點(diǎn)F分成了3∶1的兩段. (1)求橢圓的離心率; (2)過點(diǎn)C(-1,0)的直線l交橢圓于不同的兩點(diǎn)A,B,且=2,當(dāng)△AOB的面積最大時(shí),求直線l的方程. 【解】 (1)由題意知,c+=3, 所以b=c,a2=2b2, 所以e== =. (2)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),直線AB的方程為x=ky-1(k≠0), 因?yàn)椋?,所以(-1-x1,-y1)=2(x2+1,y2), 即2y2+y1=0,① 由(1)知,a2=2b2,所以橢圓方程為x2+2y2=2b2. 由,消去x,
8、得(k2+2)y2-2ky+1-2b2=0, 所以y1+y2=,② 由①②知,y2=-,y1=, 因?yàn)镾△AOB=|y1|+|y2|, 所以S△AOB=3·=3·≤·=, 當(dāng)且僅當(dāng)|k|2=2,即k=±時(shí)取等號(hào), 此時(shí)直線l的方程為x=y(tǒng)-1或x=-y-1. 角度三 利用判別式構(gòu)造不等關(guān)系求范圍 已知橢圓的一個(gè)頂點(diǎn)為A(0,-1),焦點(diǎn)在x軸上,中心在原點(diǎn).若右焦點(diǎn)到直線x-y+2=0的距離為3. (1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程; (2)設(shè)直線y=kx+m(k≠0)與橢圓相交于不同的兩點(diǎn)M,N.當(dāng)|AM|=|AN|時(shí),求m的取值范圍. 【解】 (1)依題意可設(shè)橢圓方程為+y2=
9、1,則右焦點(diǎn)F(,0),由題設(shè)=3,解得a2=3. 所以所求橢圓的方程為+y2=1. (2)設(shè)P(xP,yP),M(xM,yM),N(xN,yN), P為弦MN的中點(diǎn),由 得(3k2+1)x2+6mkx+3(m2-1)=0, 因?yàn)橹本€與橢圓相交, 所以Δ=(6mk)2-4(3k2+1)×3(m2-1)>0?m2<3k2+1.① 所以xP==-, 從而yP=kxP+m=, 所以kAP==-, 又因?yàn)閨AM|=|AN|,所以AP⊥MN, 則-=-, 即2m=3k2+1.② 把②代入①,得m2<2m,解得0<m<2; 由②得k2=>0,解得m>. 綜上,m的取值范圍是.
10、 范圍、最值問題的求解策略 (1)幾何法:若題目的條件和結(jié)論能明顯體現(xiàn)幾何特征和意義,則考慮利用圖形性質(zhì)來解決. (2)代數(shù)法:若題目的條件和結(jié)論能體現(xiàn)一種明確的函數(shù)關(guān)系,則可首先建立起目標(biāo)函數(shù),再求這個(gè)函數(shù)的最值.在利用代數(shù)法解決最值與范圍問題時(shí)常從以下五個(gè)方面考慮: ①利用判別式來構(gòu)造不等關(guān)系,從而確定參數(shù)的取值范圍; ②利用已知參數(shù)的范圍,求新參數(shù)的范圍,解這類問題的關(guān)鍵是在兩個(gè)參數(shù)之間建立等量關(guān)系; ③利用隱含或已知的不等關(guān)系建立不等式,從而求出參數(shù)的取值范圍; ④利用基本不等式求出參數(shù)的取值范圍; ⑤利用函數(shù)的值域的求法,確定參數(shù)的取值范圍. 1.如圖,
11、設(shè)拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)為F,拋物線上的點(diǎn)A到y(tǒng)軸的距離等于|AF|-1. (1)求p的值; (2)若直線AF交拋物線于另一點(diǎn)B,過B與x軸平行的直線和過F與AB垂直的直線交于點(diǎn)N,AN與x軸交于點(diǎn)M.求M的橫坐標(biāo)的取值范圍. 解:(1)由題意可得,拋物線上的點(diǎn)A到焦點(diǎn)F的距離等于點(diǎn)A到直線x=-1的距離,由拋物線的定義得=1,即p=2. (2)由(1)得,拋物線方程為y2=4x,F(xiàn)(1,0),可設(shè)A(t2,2t),t≠0,t≠±1. 因?yàn)锳F不垂直于y軸,可設(shè)直線AF:x=sy+1(s≠0),由,消去x得y2-4sy-4=0, 故y1y2=-4,所以B. 又直線
12、AB的斜率為,故直線FN的斜率為-.從而得直線FN:y=-(x-1),直線BN:y=-,所以N. 設(shè)M(m,0),由A,M,N三點(diǎn)共線得=, 于是m==2+. 所以m<0或m>2. 經(jīng)檢驗(yàn),m<0或m>2滿足題意. 綜上,點(diǎn)M的橫坐標(biāo)的取值范圍是(-∞,0)∪(2,+∞). 2.(2020·杭州中學(xué)高三月考)如圖,以橢圓+y2=1的右焦點(diǎn)F2為圓心,1-c為半徑作圓F2(其中c為已知橢圓的半焦距),過橢圓上一點(diǎn)P作此圓的切線,切點(diǎn)為T. (1)若a=,P為橢圓的右頂點(diǎn),求切線長|PT|; (2)設(shè)圓F2與x軸的右交點(diǎn)為Q,過點(diǎn)Q作斜率為k(k>0)的直線l與橢圓相交于A,B兩點(diǎn)
13、,若OA⊥OB,且|PT|≥(a-c)恒成立,求直線l被圓F2所截得弦長的最大值. 解:(1)由a=得c=, 則當(dāng)P為橢圓的右頂點(diǎn)時(shí)|PF2|=a-c=, 故此時(shí)的切線長|PT|= =. (2)當(dāng)|PF2|取得最小值時(shí)|PT|取得最小值,而|PF2|min=a-c, 由|PT|≥(a-c)恒成立,得≥(a-c),則≤c<1. 由題意知Q點(diǎn)的坐標(biāo)為(1,0),則直線l的方程為y=k(x-1),代入+y2=1, 得(a2k2+1)x2-2a2k2x+a2k2-a2=0, 設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2), 則有x1+x2=,x1x2=, 可得y1y2=k2[x1x2-(x1
14、+x2)+1]=, 又OA⊥OB,則x1x2+y1y2==0?k=a, 可得直線l的方程為ax-y-a=0, 圓心F2(c,0)到直線l的距離d=,半徑r=1-c, 則直線l被圓F2所截得弦長s=2=, 設(shè)1-c=t,則0<t≤, 又= = , 則當(dāng)t=時(shí)的最小值為, 即當(dāng)c=時(shí)s的最大值為. 圓錐曲線中的探索性問題 (2020·溫州中學(xué)高三模擬)設(shè)直線l與拋物線x2=2y交于A,B兩點(diǎn),與橢圓+=1交于C,D兩點(diǎn),直線OA,OB,OC,OD(O為坐標(biāo)原點(diǎn))的斜率分別為k1,k2,k3,k4,若OA⊥OB. (1)是否存在實(shí)數(shù)t,滿足k1+k2=t(k3
15、+k4),并說明理由; (2)求△OCD面積的最大值. 【解】 設(shè)直線l方程為y=kx+b,A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),D(x4,y4). 聯(lián)立y=kx+b和x2=2y, 得x2-2kx-2b=0, 則x1+x2=2k,x1x2=-2b,Δ=4k2+8b>0. 由OA⊥OB,所以x1x2+y1y2=0,得b=2. 聯(lián)立y=kx+2和3x2+4y2=12,得 (3+4k2)x2+16kx+4=0, 所以x3+x4=-,x3x4=. 由Δ2=192k2-48>0,得k2>. (1)因?yàn)閗1+k2=+=k,k3+k4=+=-6k, 所以=-. 即存
16、在實(shí)數(shù)t=-,滿足k1+k2=-(k3+k4). (2)根據(jù)弦長公式|CD|=|x3-x4|,得 |CD|=4··, 根據(jù)點(diǎn)O到直線CD的距離公式,得d=, 所以S△OCD=|CD|·d=4·, 設(shè)=t>0,則S△OCD=≤, 所以當(dāng)t=2,即k=±時(shí),S△OCD的最大值為. 探索性問題的求解策略 (1)探索性問題通常采用“肯定順推法”,將不確定性問題明朗化.其步驟為假設(shè)滿足條件的元素(點(diǎn)、直線、曲線或參數(shù))存在,用待定系數(shù)法設(shè)出,列出關(guān)于待定系數(shù)的方程組,若方程組有實(shí)數(shù)解,則元素(點(diǎn)、直線、曲線或參數(shù))存在;否則,元素(點(diǎn)、直線、曲線或參數(shù))不存在. (2)反證法與驗(yàn)證
17、法也是求解探索性問題常用的方法. (2020·溫州十五校聯(lián)合體聯(lián)考)如圖,已知拋物線C1:y2=2px(p>0),直線l與拋物線C1相交于A,B兩點(diǎn),且當(dāng)傾斜角為60°的直線l經(jīng)過拋物線C1的焦點(diǎn)F時(shí),有|AB|=. (1)求拋物線C1的方程; (2)已知圓C2:(x-1)2+y2=,是否存在傾斜角不為90°的直線l,使得線段AB被圓C2截成三等分?若存在,求出直線l的方程;若不存在,請(qǐng)說明理由. 解:(1)當(dāng)傾斜角為60°的直線l經(jīng)過拋物線C1的焦點(diǎn)F時(shí),直線l的方程為y=(x-),聯(lián)立方程組,即3x2-5px+p2=0, 所以|AB|=+p=,即p=,所以拋物線C1的方
18、程是y2=x. (2)假設(shè)存在直線l,使得線段AB被圓C2截成三等分,令直線l交圓C2于C,D,設(shè)直線l的方程為x=my+b,A(x1,y1),B(x2,y2),由題意知,線段AB與線段CD的中點(diǎn)重合且有|AB|=3|CD|,聯(lián)立方程組,即4y2-my-b=0, 所以y1+y2=,y1y2=-,x1+x2=+2b, 所以線段AB的中點(diǎn)坐標(biāo)M為(+b,),即線段CD 的中點(diǎn)為(+b,),又圓C2的圓心為C2(1,0),所以kMC2==-m, 所以m2+8b-7=0,即b=-, 又因?yàn)閨AB|=·=·,因?yàn)閳A心C2(1,0)到直線l的距離d=,圓C2的半徑為, 所以3|CD|=6=(
19、m2<3), 所以m4-22m2+13=0,即m2=11±6, 所以m=±,b=, 故直線l的方程為x=±y+. [基礎(chǔ)題組練] 1.已知橢圓E的中心在坐標(biāo)原點(diǎn),左、右焦點(diǎn)F1,F(xiàn)2在x軸上,離心率為,在其上有一動(dòng)點(diǎn)A,A到點(diǎn)F1距離的最小值是1.過A,F(xiàn)1作一個(gè)平行四邊形,頂點(diǎn)A,B,C,D都在橢圓E上,如圖所示. (1)求橢圓E的方程; (2)判斷?ABCD能否為菱形,并說明理由. 解:(1)依題,令橢圓E的方程為+=1(a>b>0), c2=a2-b2(c>0),所以離心率e==,即a=2c. 令點(diǎn)A的坐標(biāo)為(x0,y0),所以+=1, 焦點(diǎn)F1(-c,0),即|A
20、F1|= = ==|x0+a|, 因?yàn)閤0∈[-a,a],所以當(dāng)x0=-a時(shí),|AF1|min=a-c, 由題a-c=1,結(jié)合上述可知a=2,c=1,所以b2=3, 于是橢圓E的方程為+=1. (2)由(1)知F1(-1,0),直線AB不能平行于x軸,所以令直線AB的方程為x=my-1,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2), 聯(lián)立方程, 得(3m2+4)y2-6my-9=0, 所以y1+y2=,y1y2=. 連接OA,OB, 若?ABCD是菱形,則OA⊥OB,即·=0,于是有x1x2+y1y2=0, 又x1x2=(my1-1)(my2-1)=m2y1y2-m(y1+y2
21、)+1,所以有(m2+1)y1y2-m(y1+y2)+1=0,得到=0,可見m沒有實(shí)數(shù)解, 故?ABCD不能是菱形. 2.(2020·金華十校第二期調(diào)研)已知拋物線C:y=x2,點(diǎn)P(0,2),A,B是拋物線上兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)P到直線AB的距離為1. (1)若直線AB的傾斜角為,求直線AB的方程; (2)求|AB|的最小值. 解:(1)設(shè)直線AB的方程: y=x+m,則=1, 所以m=0或m=4,所以直線AB的方程為y=x或y=x+4. (2)設(shè)直線AB的方程為y=kx+m,則=1,所以k2+1=(m-2)2. 由,得x2-kx-m=0,所以x1+x2=k,x1x2=-m,所以|
22、AB|2=[-4x1x2]==,記f(m)=(m2+3),所以f′(m)=2(m-2)(2m2-2m+3),又k2+1=≥1,所以m≤1或m≥3, 當(dāng)m∈時(shí),f′(m)<0,f(m)單調(diào)遞減, 當(dāng)m∈時(shí),f′(m)>0,f(m)單調(diào)遞增, f(m)min=f(1)=4,所以|AB|min=2. 3.(2020·寧波市高考模擬)已知橢圓方程為+y2=1,圓C:(x-1)2+y2=r2. (1)求橢圓上動(dòng)點(diǎn)P與圓心C距離的最小值; (2)如圖,直線l與橢圓相交于A,B兩點(diǎn),且與圓C相切于點(diǎn)M,若滿足M為線段AB中點(diǎn)的直線l有4條,求半徑r的取值范圍. 解:(1)設(shè)P(x,y),|
23、PC|===,由-2≤x≤2,當(dāng)x=時(shí),|PC|min=. (2)當(dāng)直線AB斜率不存在且與圓C相切時(shí),M在x軸上,故滿足條件的直線有2條;當(dāng)直線AB斜率存在時(shí),設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0), 由,整理得=-×, 則kAB=-,kMC=,kMC×kAB=-1, 則kMC×kAB=-×=-1,解得x0=, 由M在橢圓內(nèi)部,則+y<1,解得y<, 由r2=(x0-1)2+y=+y, 所以<r2<,解得<r<. 所以半徑r的取值范圍為(,) . 4.已知橢圓+y2=1上兩個(gè)不同的點(diǎn)A,B關(guān)于直線y=mx+對(duì)稱. (1)求實(shí)數(shù)m的取值范圍; (2)求△A
24、OB面積的最大值(O為坐標(biāo)原點(diǎn)). 解:(1)由題意知m≠0, 可設(shè)直線AB的方程為y=-x+b. 由消去y,得 x2-x+b2-1=0. 因?yàn)橹本€y=-x+b與橢圓+y2=1有兩個(gè)不同的交點(diǎn),所以Δ=-2b2+2+>0.① 將線段AB的中點(diǎn)M代入直線方程y=mx+解得b=-.② 由①②得m<-或m>. (2)令t=∈∪, 則|AB|=·, 且O到直線AB的距離d= . 設(shè)△AOB的面積為S(t),所以 S(t)=|AB|·d= ≤, 當(dāng)且僅當(dāng)t2=時(shí),等號(hào)成立. 故△AOB面積的最大值為. 5.(2020·湘中名校聯(lián)考)如圖,曲線C由上半橢圓C1:+=1(a>b
25、>0,y≥0)和部分拋物線C2:y=-x2+1(y≤0)連接而成,C1與C2的公共點(diǎn)為A,B,其中C1的離心率為. (1)求a,b的值; (2)過點(diǎn)B的直線l與C1,C2分別交于點(diǎn)P,Q(均異于點(diǎn)A,B),是否存在直線l,使得以PQ為直徑的圓恰好過點(diǎn)A,若存在,求出直線l的方程;若不存在,請(qǐng)說明理由. 解:(1)在C1,C2的方程中,令y=0,可得b=1,且A(-1,0),B(1,0)是上半橢圓C1的左、右頂點(diǎn). 設(shè)C1的半焦距為c,由=及a2-c2=b2=1得a=2. 所以a=2,b=1. (2)由(1)知,上半橢圓C1的方程為+x2=1(y≥0).易知,直線l與x軸不重合也不垂
26、直,設(shè)其方程為y=k(x-1)(k≠0),代入C1的方程,整理得(k2+4)x2-2k2x+k2-4=0.(*) 設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(xP,yP), 因?yàn)橹本€l過點(diǎn)B, 所以x=1是方程(*)的一個(gè)根. 由根與系數(shù)的關(guān)系,得xP=,從而yP=, 所以點(diǎn)P的坐標(biāo)為. 同理,由得點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(-k-1,-k2-2k). 所以=(k,-4),=-k(1,k+2). 因?yàn)锳P⊥AQ,所以·=0, 即[k-4(k+2)]=0. 因?yàn)閗≠0,所以k-4(k+2)=0,解得k=-. 經(jīng)檢驗(yàn),k=-符合題意. 故直線l的方程為y=-(x-1). 6.(2020·學(xué)軍中學(xué)高三模擬)已知橢圓
27、+y2=1(a>1),過直線l:x=2上一點(diǎn)P作橢圓的切線,切點(diǎn)為A,當(dāng)P點(diǎn)在x軸上時(shí),切線PA的斜率為±. (1)求橢圓的方程; (2)設(shè)O為坐標(biāo)原點(diǎn),求△POA面積的最小值. 解:(1)當(dāng)P點(diǎn)在x軸上時(shí),P(2,0),PA:y=±(x-2),?(+)x2-2x+1=0, Δ=0?a2=2,橢圓方程為+y2=1. (2)設(shè)切線為y=kx+m,設(shè)P(2,y0),A(x1,y1), 則?(1+2k2)x2+4kmx+2m2-2=0?Δ=0?m2=2k2+1, 且x1=,y1=,y0=2k+m, 則|PO|=,PO的直線為y=x?A到直線PO距離d=, 則S△POA=|PO|·d
28、=|y0x1-2y1| =|(2k+m)-| =|m|=|k+m|=|k+|, 所以(S-k)2=1+2k2?k2+2Sk-S2+1=0, Δ=8S2-4≥0?S≥,此時(shí)k=±,所以△POA面積的最小值為. [綜合題組練] 1.(2020·浙江高考沖刺卷)已知橢圓E:+=1(a>b>0),點(diǎn)F,B分別是橢圓的右焦點(diǎn)與上頂點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),記△OBF的周長與面積分別為C和S. (1)求的最小值; (2)如圖,過點(diǎn)F的直線l交橢圓于P,Q兩點(diǎn),過點(diǎn)F作l的垂線,交直線x=3b于點(diǎn)R,當(dāng)取最小值時(shí),求的最小值. 解:(1)△OBF的周長C=+b+c.△OBF的面積S=bc.
29、==≥·=2+2, 當(dāng)且僅當(dāng)b=c時(shí),的最小值為2+2. (2)由(1)得當(dāng)且僅當(dāng)b=c時(shí),的最小值為2+2. 此時(shí)橢圓方程可化為+ =1. 依題意可得過點(diǎn)F的直線l的斜率不能為0,故設(shè)直線l的方程為x=my+c. 聯(lián)立,整理得(2+m2)y2+2mcy-c2=0. y1+y2=,y1y2=, |PQ|==×=2c×. 當(dāng)m=0時(shí),PQ垂直橫軸,F(xiàn)R與橫軸重合,此時(shí)|PQ|=c,|FR|=3b-c=2c,==. 當(dāng)m≠0時(shí),設(shè)直線FR:y=-m(x-c),令x=3c得R(3c,-2mc),|FR|=2c, =2c×= =(+)>×2=, 綜上所述:當(dāng)且僅當(dāng)m=0時(shí),取最
30、小值為. 2.(2020·杭州市第一次高考數(shù)學(xué)檢測)設(shè)點(diǎn)A,B分別是x,y軸上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),AB=1.若=λ(λ>0). (1)求點(diǎn)C的軌跡Γ; (2)過點(diǎn)D作軌跡Γ的兩條切線,切點(diǎn)分別為P,Q,過點(diǎn)D作直線m交軌跡Γ于不同的兩點(diǎn)E,F(xiàn),交PQ于點(diǎn)K,問是否存在實(shí)數(shù)t,使得+=恒成立,并說明理由. 解:(1)設(shè)A(a,0),B(0,c),C(x,y),則=(a,-c),=(x-a,y).由AB=1得a2+c2=1, 所以,消去a,c,得 點(diǎn)C的軌跡Γ為+=1. (2)設(shè)點(diǎn)E,F(xiàn),K的橫坐標(biāo)分別為xE,xF,xK, 設(shè)點(diǎn)D(s,t),則直線PQ的方程為x+y=1. 設(shè)直線m的方程:y=kx+b,所以t=ks+b. 計(jì)算得xK=. 將直線m代入橢圓方程,得x2+x+-1=0, 所以xE+xF=, xExF=, 所以+=+ =· =2. 驗(yàn)證當(dāng)m的斜率不存在時(shí)成立. 故存在實(shí)數(shù)t=2,使得+=恒成立. 18
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