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备战2024年高考《解读•突破•强化》一轮复习讲义(新高考)
第12讲 圆锥曲线中的最值、范围问题
考情分析
与圆锥曲线有关的最值和范围问题,实质是探求运动变化中的特殊值或临界值,因其考查
的知识容量大、能力要求高、区分度大而成为高考命题者青睐的热点,高考常与函数、向量、
不等式等知识相结合出题.
1.圆锥曲线中最值问题的常用求解方法
(1)几何法:若题目的条件和结论能明显体现几何特征及意义,则考虑利用图形性质来
解决,这就是几何法.
(2)代数法:若题目的条件和结论能体现一种明确的函数,则可首先建立起目标函数,
再求这个函数的最值,求函数最值的常用方法有配方法、判别式法、重要不等式法及函数
的单调性法等.
二、圆锥曲线中求解范围问题的常见求法
(1)将直线方程与圆锥曲线方程联立,消元得到一元二次方程,根据直线与圆锥曲线的
位置关系求解.(2)利用已知参数的范围,求新参数的范围,解这类问题的核心是在两个参数之间建立
等量关系.
(3)利用几何条件构造不等关系.
(4)利用基本不等式求出参数的取值范围.
(5)利用函数的值域的求法,确定参数的取值范围.
1.(2023秋·高二课时练习)椭圆 上的点 的横、纵坐标的范围分别
为( )
A. B.
C. D.
2.(2023秋·高二课时练习)在椭圆 中, , 分别为椭圆的左右顶点, 为左
焦点, 是椭圆上的点,求 的面积最大值( )
A. B. C. D.
3.(2023·全国·高三专题练习)已知双曲线 , , 为坐标原点, 为双
曲线上任意一点,则 的最小值是( )
A. B. C. D.
4.(2022秋·黑龙江·高二黑龙江实验中学校考期中)已知P是双曲线 上的动点,
Q是圆 上的动点,则P,Q两点间的最短距离为( )
A. B. C. D.
5.(2024·全国·高三专题练习)已知抛物线 的焦点为F,点 ,若点A为抛物线任意一点,当 取最小值时,点A的坐标为( )
A. B. C. D.
题型一 范围问题
角度1 根据判别式构造不等关系求范围
例1 (2023·淄博模拟)已知F(,0)是椭圆C:+=1(a>b>0)的一个焦点,点M 在椭
圆C上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线l与椭圆C相交于A,B两点,且k +k =-(O为坐标原点),求直线l的斜率的
OA OB
取值范围.
【对点演练1】(2021北京,20)已知椭圆E:x2 y2 =1(a>b>0)过点A(0,-2),以四个顶点
+
a2 b2
围成的四边形面积为4❑√5.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)过点P(0,-3)的直线l斜率为k,交椭圆E于不同的两点B,C,直线AB,AC交直线y=-3于点
M,N,若|PM|+|PN|≤15,求k的取值范围.
【对点演练2】已知椭圆C:x2 y2 =1(a>b>0),P(2 ,0),Q( ❑√7)是椭圆C上的两点.
+ ❑√2 1,
a2 b2 2
(1)求椭圆C的方程;
(2)是否存在直线与椭圆C交于A,B两点,交y轴于点M(0,m),使|⃗OA+2⃗OB|
=|⃗OA-2⃗OB|成立?若存在,求出实数m的取值范围;若不存在,请说明理由.
角度2 利用圆锥曲线上点的有界性求范围
例2(2023春·湖北随州·高二随州市曾都区第一中学校考期末)已知椭圆
的离心率为 ,以椭圆的顶点为顶点的四边形面积为 .
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)我们称圆心在椭圆 上运动且半径为 的圆是椭圆 的“环绕圆”.过原点 作椭
圆 的“环绕圆”的两条切线,分别交椭圆 于 两点,若直线 的斜率存在,并记为 ,求 的取值范围.
角度3利用条件的不等关系建立不等式
例3(2023·全国·高三专题练习)已知抛物线 的焦点为 ,准线为 .直线 与抛
物线 相切于点 且与 轴交于点 ,点 是点 关于点 的对称点,直线 与抛物线
交于另一点 ,与准线 交于点 .
(1)证明:直线 直线 ;
(2)设 的面积分别为 ,若 ,求点 的横坐标的取值范围.
【对点演练】(2023·全国·高三专题练习)已知抛物线 的焦点为F,抛物线上一
点 到F的距离为3,
(1)求抛物线C的方程和点A的坐标;
(2)设过点 且斜率为k的直线l与抛物线C交于不同的两点M,N.若 ,
求斜率k的取值范围.
角度4 构造函数求范围
例4(2024·四川省成都开学考)已知椭圆 的左、右焦点分别为
,点 在椭圆 上.(1)求椭圆 的方程;
(2)如图, 四边形 是矩形, 与椭圆 相切于点 与椭圆 相切于点
与椭圆 相切 于点 与椭圆 相切于点 , 求矩形 面积的取值范围.
【对点演练】(2023春·海南·高三海南中学校考阶段练习)已知椭圆 的左、
右焦点分别为 ,点 为椭圆 上两点.
(1)若直线 过左焦点 ,求 的周长;
(2)若直线 过点 ,求 的取值范围;.
题型二 最值问题
角度1 利用判别式求最值
例5、平面直角坐标系 中,已知椭圆 : 的离心率为 ,左、
右焦点分别是 、
.以 为圆心以3为半径的圆与以 为圆心以1为半径的圆相交,且交点在椭圆 上.
(Ⅰ)求椭圆 的方程;
(Ⅱ)设椭圆 : , 为椭圆 上任意一点,过点 的直线
交椭圆 于 两点,射线 交椭圆 于点 .( i )求 的值;(ii)求△ 面
积的最大值.
角度2 利用几何性质求最值例6(2023·全国·高三专题练习)设双曲线 的右顶点为 ,虚轴长
为 ,两准线间的距离为 .
(1)求双曲线 的方程;
(2)设动直线 与双曲线 交于 两点,已知 ,设点 到动直线 的距离为 ,
求 的最大值.
角度3构造函数求最值
例7.(2023·四川成都·石室中学校考模拟预测)已知椭圆 : 的
离心率 ,点 , 为椭圆 的左、右焦点且经过点 的最短弦长为3.
(1)求椭圆 的方程;
(2)过点 分别作两条互相垂直的直线 , ,且 与椭圆交于不同两点 , , 与直线
交于点 ,若 ,且点 满足 ,求 的最小值.
【对点演练】(2023·北京通州·统考三模)已知椭圆 的离心率为
,椭圆 截直线 所得线段的长度为2.
(1)求椭圆 的方程
(2)动直线 交椭圆 于 , 两点,交 轴于点 , 为线段 的
中点,点 是 关于 的对称点,以 点为圆心的圆过原点 ,直线 与 相切
于点 ,求 的最大值
角度4 利用基本不等式求最值
例8(2022·全国甲卷)设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点D(p,0),过F的直
线交C于M,N两点.当直线MD垂直于x轴时,|MF|=3.
(1)求C的方程;
(2)设直线MD,ND与C的另一个交点分别为A,B,记直线MN,AB的倾斜角分别为
α,β.当α-β取得最大值时,求直线AB的方程.【对点演练1】(2023春·广西·高二校联考期中)已知椭圆 的长轴
长是短轴长的 倍,且椭圆C经过点 .
(1)求椭圆C的方程;
(2)设O为坐标原点,过右焦点F的直线l与椭圆C交于A,B两点.求使 面积最大时
直线l的方程.
【对点演练 2】(2023·全国·高三对口高考)已知直线 经过椭圆
的左顶点 和上顶点 ,点 是椭圆 上位于 轴上方的动点,
为椭圆 的右顶点,直线 、 与直线 分别交于 、 两点.求线段 的长
度的最小值.
【对点演练3】(2023·高二课时练习)已知双曲线 ( , )的左、右
焦点分别为 , ,点 在双曲线的右支上, , 的最小值 , ,且满足
.
(1)求双曲线的离心率;
(2)若 ,过点 的直线交双曲线于 , 两点,线段 的垂直平分线交 轴于点
(异于坐标原点 ),求 的最小值.
1.已知点P是抛物线C:y2=4x上的动点,点P到y轴的距离为d,Q(-3,3),则|PQ
|+d的最小值为 ( )
A.5 B.❑√30+1
C.❑√30-1 D.4
2.已知点F为抛物线C:y2=4x的焦点,过点F作两条互相垂直的直线l ,l ,直线l 与C交
1 2 1
于A,B两点,直线l 与C交于D,E两点,则|AB|+9|DE|的最小值为 ( )
2A.32 B.48
C.64 D.72
x2 y2
3.已知点P是椭圆 + =1(x≠0,y≠0)上的动点,F ,F 分别为椭圆的左、右焦点,
25 16 1 2
O是坐标原点,若M是∠F PF 平分线上一点,且⃗F M·⃗MP=0,则|OM|的取值范围是
1 2 1
.
x2 y2
4.已知F ,F 分别为椭圆 + =1(a>b>0)的左、右焦点,满足⃗M F ·⃗M F =0的点
1 2 a2 b2 1 2
M总在椭圆的内部,则此椭圆离心率的取值范围为 .
5.斜率为-1的直线过抛物线y2=-2px(p>0)的焦点,与抛物线交于两点A,B,M为抛
物线上曲线段AB上的动点,若|AB|=12.
(1)求抛物线的方程;
(2)求S 的最大值.
△ABM
x2 y2 ❑√3 x2 y2
6.已知椭圆C: + =1(a>b>0)的离心率为 ,其短轴长与双曲线 - =1的
a2 b2 2 4 2
实半轴长相等.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若直线AB与曲线D:x2+y2=b2相切,与椭圆C交于A,B两点,求|AB|的取值范
围.
x2 1
7.如图所示,已知椭圆 +y2=1上两个不同的点A,B关于直线y=mx+ 对称.
2 2
(1)求实数m的取值范围;
(2)求△AOB面积的最大值(O为坐标原点).
❑√3
8.已知椭圆的一个顶点A(0,-1),焦点在x轴上,离心率为 .
2
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设直线y=kx+m(k≠0)与椭圆交于不同的两点M,N.当|AM|=|AN|时,求
m的取值范围.
2❑√3
9.已知双曲线的焦点在x轴上,中心在原点,离心率为 ,且过点(❑√6,1).
3
(1)求双曲线的标准方程;
(2)双曲线的左、右顶点分别为A,B,且动点C(m,n),D(m,-n)在双曲线上,
直线BC与直线AD交于点P,M(-❑√2,0),N(❑√2,0),求⃗PM·⃗PN的取值范围.10.(2022·泉州模拟)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率e=,直线x+y-1=0被以椭
圆C的短轴为直径的圆截得的弦长为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点M(4,0)的直线l交椭圆于A,B两个不同的点,且λ=|MA|·|MB|,求λ的取值范
围.
1
11.已知点A (-❑√6,0),A (❑√6,0),直线PA ,PA 的斜率之积为- ,设点P的
1 2 1 2 6
轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;