高考数学
圆锥曲线
(椭圆、双曲线、抛物线)小题综合
圆锥曲线中的最值及范围问题
1.(2021·全国乙卷·高考真题)设是椭圆的上顶点,若上的任意一点都满足,则的离心率的取值范围是(????)
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设,由,根据两点间的距离公式表示出,分类讨论求出的最大值,再构建齐次不等式,解出即可.
【详解】设,由,因为,,所以
,
因为,当,即时,,即,符合题意,由可得,即;
当,即时,,即,化简得,,显然该不等式不成立.
故选:C.
【点睛】本题解题关键是如何求出的最大值,利用二次函数求指定区间上的最值,要根据定义域讨论函数的单调性从而确定最值.
2.(2021·全国乙卷·高考真题)设B是椭圆的上顶点,点P在C上,则的最大值为(????)
A. B. C. D.2
【答案】A
【分析】设点,由依题意可知,,,再根据两点间的距离公式得到,然后消元,即可利用二次函数的性质求出最大值.
【详解】设点,因为,,所以
,
而,所以当时,的最大值为.
故选:A.
【点睛】本题解题关键是熟悉椭圆的简单几何性质,由两点间的距离公式,并利用消元思想以及二次函数的性质即可解出.易错点是容易误认为短轴的相对端点是椭圆上到上定点B最远的点,或者认为是椭圆的长轴的端点到短轴的端点距离最大,这些认识是错误的,要注意将距离的平方表示为二次函数后,自变量的取值范围是一个闭区间,而不是全体实数上求最值..
3.(2021·全国新Ⅰ卷·高考真题)已知,是椭圆:的两个焦点,点在上,则的最大值为(????)
A.13 B.12 C.9 D.6
【答案】C
【分析】本题通过利用椭圆定义得到,借助基本不等式即可得到答案.
【详解】由题,,则,
所以(当且仅当时,等号成立).
故选:C.
【点睛】
4.(2020·全国·高考真题)设为坐标原点,直线与双曲线的两条渐近线分别交于两点,若的面积为8,则的焦距的最小值为(????)
A.4 B.8 C.16 D.32
【答案】B
【分析】因为,可得双曲线的渐近线方程是,与直线联立方程求得,两点坐标,即可求得,根据的面积为,可得值,根据,结合均值不等式,即可求得答案.
【详解】
双曲线的渐近线方程是
直线与双曲线的两条渐近线分别交于,两点
不妨设为在第一象限,在第四象限
联立,解得
故
联立,解得
故
面积为:
双曲线
其焦距为
当且仅当取等号
的焦距的最小值:
故选:B.
【点睛】本题主要考查了求双曲线焦距的最值问题,解题关键是掌握双曲线渐近线的定义和均值不等式求最值方法,在使用均值不等式求最值时,要检验等号是否成立,考查了分析能力和计算能力,属于中档题.
5.(2018·浙江·高考真题)已知点P(0,1),椭圆(m1)上两点A,B满足,则当m=时,点B横坐标的绝对值最大.
【答案】5
【分析】方法一:先根据条件得到A,B坐标间的关系,代入椭圆方程解得B的纵坐标,即得B的横坐标关于m的函数关系,最后根据二次函数性质确定最值即可解出.
【详解】[方法一]:点差法+二次函数性质
设,由得
因为A,B在椭圆上,所以,即,与相减得:,所以,
,当且仅当时取最等号,即时,点B横坐标的绝对值最大.
故答案为:5.
[方法二]:【通性通法】设线+韦达定理
由条件知直线的斜率存在,设,直线的方程为,联立得,根据韦达定理得,由知,代入上式解得,所以.此时,又,解得.
[方法三]:直线的参数方程+基本不等式
设直线的参数方程为其中t为参数,为直线的倾斜角,将其代入椭圆方程中化简得,设点A,B对应的参数分别为,则.由韦达定理知,解得,所以,此时,即,代入,解得.
[方法四]:直接硬算求解+二次函数性质
设,因为,所以.
即①,②,
又因为,所以.
不妨设,因此,代入②式可得.化简整理得.
由此可知,当时,上式有最大值16,即点B横坐标的绝对值有最大值2.
所以.
[方法五]:【最优解】仿射变换
如图1,作如下仿射变换,则为一个圆.
根据仿射变换的性质,点B的横坐标的绝对值最大,等价于点的横坐标的绝对值最大,则
.
当时等号成立,根据易得,此时.
[方法六]:中点弦性质的应用
设,由可知,则中点.因为,所以,整理得,由于,则时,,所以.
【整体点评】方法一:由题意中点的坐标关系,以及点差法可求出点的横、纵坐标,从而可以根据二次函数的性质解出;
方法二:常规设线,通过联立,根据韦达定理以及题目条件求出点的横坐标,然后利用基本不等式求出最值,由取等条件得解,是该题的通性通法;
方法三:利用直线的参数方程与椭圆方程联立,根据参数的几何意义,解得点的横坐标,再利用基本不等式求出最值,由取等条件得解;
方法四:利用题目条件硬算求出点的