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圆锥曲线最值问题处理策略

时间:2024-05-04

广东省河源市河源中学 (517000)

黄伟才

圆锥曲线最值问题是全国卷高考中的一个考查热点,其中弦长和面积最值问题最常见,题目综合性强,难度大,全面考察了学生对圆锥曲线性质、一元(二元)函数值域求解和计算技巧等方面能力.为什么面对圆锥曲线的最值计算问题学生会如此恐惧?究其根源,一是计算能力的训练不够,二是计算技巧的把握还很欠缺,三是几何关系和代数关系没有能很好的进行合理转化,四是函数值域处理能力欠缺,更重要的是由于时间有限,很多学生从内心就排斥这道题,甚至从未试图计算出准确答案来!本文将对面积最值的问题主要类型和解决策略进行总结归纳,希望对读者有帮助!

类型一 一元变量的面积最值

图1

图2

思维升华:这类一元变量最值问题,通常动直线是过定点斜率不定或截距变化斜率不变,如定点在x轴(y轴)且在椭圆内(外),不管哪一种类型,都要恰当选择直线点斜式方程避免分类讨论,并合理选择三角形面积公式进行割补等简化运算,此外还要求熟练掌握换元法和配凑法等策略.

二、二元变量最值问题

圆锥曲线最值问题经过几何问题代数化过程,有时根据条件需引入二元变量,这时往往需要学生有更强的计算能力,准确找到二元变量之间的关系,然后进行代入消元或整体换元,转化成一元变量最值问题.

例2 (2016年新课标Ⅰ卷20)设圆x2+y2+2x-15=0的圆心为A,直线l过点B(1,0)且与x轴不重合,l交圆A于C,D两点,过B作AC的平行线交AD于点E.问:设点E的轨迹为曲线C1,直线l交C1于M,N两点,过B且与l垂直的直线与圆A交于P,Q两点,求四边形MPNQ面积的取值范围.

(2)当l与x轴不垂直时,设l的方程为y=k(x-1)(k≠0),M(x1,y1),N(x2,y2).由韦达定理得

思维升华:过焦点的弦长倾斜角式除了可以用直线参数方程推导,对于椭圆和双曲线还可以结合焦点三角形,应用余弦定理和定义法推导,当然还可以应用第二定义建立方程推导.

图3

变式4(2017新课标Ⅰ理10)已知F为抛物线C:y2=4x的焦点,过F作两条互相垂直的直线l1,l2,直线l1与C交于A、B两点,直线l2与C交于D、E两点,则|AB|+|DE|的最小值为( ).

A.16B.14C.12D.10

圆锥曲线最值问题,除了需要掌握常见弦长公式和联立求最值方法,还需熟练掌握面积割补策略,弦长公式倾斜角式,点斜式的两种设法,几何性质等!当然某些问题也可以把椭圆仿射变换转化为圆,然后利用圆的几何性质去解决弦长和面积最值.

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