压轴19 圆锥曲线中的最值(范围)及证明问题的4 大核心题型
1.解析几何中的最值与范围问题是解析几何中的典型问题,是教学的重点也是历年高考的热点.解决这
类问题不仅要善于利用几何手段对平面图形进行研究,而且要从代数角度进行函数等相关运算.
2.解析几何中的证明问题是高考考查的热点,难度较大,常出现在高考题比较靠后的位置.求值问题常
涉及求方程、斜率、参数值或范围、面积、周长等;证明问题常涉及定点、定值、最值、范围问题等.
题型01 与长度、周长、面积相关的范围(最值)问题
1.(2023 全国甲卷数学(文)T21(理)T20)已知直线
2
1
0
x
y
-
+ =
与抛物线
2
:
2
(
0)
C y
px p
=
>
交于
,
A B 两
点,且|
| 4 15
AB =
.
(1)求p ;
(2)设C 的焦点为F,M,N 为C 上两点,
0
MF NF
×
=
uuur uuur
,求MNF
V
面积的最小值.
2.(2026·河北沧州二模)已知
2,0
A -
,
2,0
B
,动点
,
Q x y 关于x 轴的对称点为
1
Q ,直线AQ 与
1
BQ 的
斜率之积为
1
4
-
.
(1)求点Q 的轨迹C 的方程;
(2)设点P 是直线
1
x = 上的动点,直线PA ,PB 分别与曲线C 交于不同于A ,B 的点M ,N ,过点B 作MN
的垂线,垂足为D ,求AD 最大时点P 的纵坐标.
题型02 与角度、斜率相关的范围(最值)问题
技法指导
利用根与系数的关系解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为(x1,y1),(x2,y2);
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于x(或y)的一元二次方程,注意Δ 的判断;
(3)列出根与系数的关系;
(4)将所求问题或题中的关系转化为x1+x2,x1x2(或y1+y2,y1y2)的形式;
(5)代入根与系数的关系求解.
技法指导
与斜率、角度有关的最值问题关键是建立关于斜率的目标函数,然后运用基本不等式或者函数求解
有关的问题.
3.(2025·河南信阳·模拟)设抛物线
2
:
2
(
0)
C x
py p
=
>
,直线
1
0
x
y
-
+ =
与C 交于A ,B 两点,且
8
AB =
.
(1)求抛物线C 的方程;
(2)已知点P 为
2
2
1
1
x
y
+
+
= 上一点,过点P 作抛物线C 的两条切线PD ,PE ,设切点分别为D ,E ,试求
直线PD ,PE 斜率之积的最小值.
4.(2025·云南玉溪·模拟)已知O 为坐标原点,动点P 到x 轴的距离为d,且
2
2
|
|
OP
d
l
m
=
+
,其中λ,μ 均
为常数,动点P 的轨迹称为
,
l m 曲线.
(1)若
,
l m 曲线为椭圆,试问λ,μ 应满足什么条件?
(2)设曲线C 为
4
1, 3
æ
ö
ç
÷
è
ø 曲线,与x 轴不重合的直线l 过点
0
0
,0
0
N x
x ¹
,曲线C 上存在两点A,B 关于直线
l 对称,且AB 的中点M 的横坐标为x.
(i)若
0
x
x
l
=
,求实数l 的值;
(ii)若A,B 为曲线C 在y 轴右侧上两个不同的点,且直线l 过点
0,4
C
,求
ACB
Ð
的取值范围.
题型03 与向量相关的范围(最值)问题
5.(2025·陕西咸阳二模)已知椭圆的焦点在x轴上,它的一个顶点恰好是抛物线
2
4
x
y
=
的焦点,离心率
2
5
e =
.
(1)求椭圆的标准方程.
(2)过椭圆的右焦点F 作与坐标轴不垂直的直线l,交椭圆于A、B 两点,设点
,0
M m
是线段OF 上的一个
动点,且
MA
MB
AB
+
^
uuur
uuur
uuur
,求m 的取值范围.
6.(2025·四川凉山·三模)已知
0
1,
M
y
是抛物线
2
:
2
(
0)
C y
px p
=
>
上的点,M 到抛物线C 的焦点的距离为
2 .
(1)求C 的方程;
(2)若直线
(
0)
l x
my
t t
=
+
>
:
与C 交于A ,B 两点,且
1
OA OB
×
=
uuur uuur
(点O 为坐标原点),求
AOB
V
面积的最小值.
题型04 证明问题
技法指导
与向量有关的最值问题关键是将向量问题坐标化,常见的方法有
(1)函数法:一般需要找出所求几何量的函数解析式,要注意自变量的取值范围.求函数的最值时,一般
会用到配方法、基本不等式或者函数的单调性.
(2)方程法:根据题目中的等量关系建立方程,根据方程的解的条件得出目标量的不等关系,再求出目标
量的最值.
(3)不变量法:在平面几何中有一些不变量的最值结果,在求最值时,可以考虑观察图形的几何特点,判
断某个特殊位置满足的最值条件,然后再证明.
7.(2025·陕西咸阳二模)已知椭圆的焦点在x轴上,它的一个顶点恰好是抛物线
2
4
x
y
=
的焦点,离心率
2
5
e =
.
【例2】
(2024·全国甲卷T20)已知椭圆
2
2
2
2
:
1(
0)
x
y
C
a
b
a
b
+
=
>
>
的右焦点为F ,点
3
1, 2
M æ
ö
ç
÷
è
ø在C 上,且MF
x
^
轴.
(1)求C 的方程;
(2)过点
4,0
P
的直线交C 于
,
A B 两点,N 为线段FP 的中点,直线NB 交直线MF 于点Q ,证明:AQ
y
^
轴.
8.(2023·新课标Ⅰ卷T22)在直角坐标系xOy 中,点P 到x 轴的距离等于点P 到点
1
0, 2
æ
ö
ç
÷
è
ø的距离,记动点P 的
轨迹为W .
(1)求W 的方程;
(2)已知矩形ABCD 有三个顶点在W 上,证明:矩形ABCD 的周长大于3 3 .
1.(2025·云南大理·模拟)已知抛物线
2
:
2
0
C y
px p
=
>
的焦点为F ,P 是C 上任意一点,PF 的最小值为
1.
(1)求C 的方程;
(2)设坐标原点为O ,C 在点P (异于点O )处的切线l 交x 轴于点Q ,求tan
OPQ
Ð
的最大值.
2.(2025·浙江绍兴一模)已知点P 在圆
2
2
:
4
O x
y
+
=
上,作PD 垂直于y 轴,垂足为D ,点M 为PD 中点.
(1)求动点M 的轨迹E 的方程;
(2)直线:l y
kx
m
=
+
与y 轴交于点Q ,与E 交于A 、B 两个相异点,且
3
AQ
QB
=
uuur
uuur
,求
2
m 的取值范围.
3.(2025·福建泉州二模)已知椭圆
2
2
2
2
:
1
0
x
y
C
a
b
a
b
+
=
>
>
的离心率为
3
2
,且过点
2
2, 2
æ
ö
-
ç
÷
ç
÷
è
ø
.
(1)求椭圆C 的方程;
(2)斜率为
1
2 的直线l 不过椭圆中心和顶点,与椭圆C 交于
,
A B 两点,且与x 轴交于点M ,点A 关于y 轴的对
称点为D ,直线BD 与y 轴交于点N ,求OMN
V
周长的最小值.
4.(2026·江西赣州·一模)已知抛物线
2
:
2
C x
y
=
,过点
0,2
P
作直线l 与抛物线C 相交于
,
A B 两点,O 为
技法指导
圆锥曲线中的证明问题常见的有:
(1)位置关系方面的:如证明直线与曲线相切,直线间的平行、垂直,直线过定点等.
(2)数量关系方面的:如存在定值、恒成立、相等等.
在熟悉圆锥曲线的定义与性质的前提下,一般采用直接法,通过相关的代数运算证明.
坐标原点.
(1)证明:OA
OB
^
;
(2)若存在异于点P 的定点T ,使得|
| |
| |
| |
|
PA
TB
PB
TA
×
=
×
uuur
uur
uuur
uur
恒成立,请求出点T 的坐标,并求出
TAB
△
面积的
最小值.
5.(2026·黑龙江哈尔滨·一模)已知椭圆C :
2
2
2
2
1(
0)
x
y
a
b
a
b
+
=
>
>
左焦点
1( 1,0)
F -
,离心率为
2
2
(1)求椭圆C 的方程;
(2)过点
1F 且斜率为k 的直线交椭圆C 于M ,N 两点,若
2
π
MON
Ð
>
,求k 的取值范围.
6.(2025·江苏南京·三模)已知椭圆
2
2
2
2
:
1
0
x
y
C
a
b
a
b
+
=
>
>
过点
2,
2
P
,短轴长为4 .
(1)求椭圆C 的方程;
(2)椭圆C 与y 轴的交点为A 、B (点A 位于点B 的上方),直线:
4
l y
kx
=
+
椭圆C 交于不同的两点M 、N .
设直线AN 与直线BM 相交于点G ,求GA
GP
+
的最小值.
7.(2025·新疆喀什·模拟预测)已知双曲线
2
2
2
:
1(
0)
y
C x
b
b
-
=
>
左、右顶点分别为
1
2
,
A A ,过点
2,0
M -
的
直线l 交C 于
,
P Q 两点.
(1)若C 的一条渐近线方程为
3
y
x
=
,求C 的方程;
(2)连接QO 并延长交C 于点R .
①设点P 在第一象限,若
1
b = ,
1
6
MQO
PRQ
S
S
=
△
△
,求点P 的坐标;
②若
1
2
1
A R A P
×
=
uuur uuuur
,求b 的取值范围.
8.(2025·安徽马鞍山·模拟预测)平面直角坐标系xOy 中,已知点
(0,1)
P
,动点M 在x 轴上的投影为M ¢ ,且
M M
M P
¢
=
¢
,记动点M 的轨迹为曲线G .
(1)求曲线G 的方程;
(2)已知点A ,B 在曲线G 上,点A 在x 轴上方且异于点P ,点B 在x 轴下方,直线AP ,BP ,AB 与x 轴分
别交于点C ,D ,Q .
(i)若PA
PB
^
,求AB 的取值范围;
(ii)求证:
2
|
| |
| |
|
QC
QD
PQ
×
=
.
9.(2025·江西九江·模拟)已知O 为坐标原点,椭圆
2
2
:
1
9
6
x
y
G
+
= ,双曲线G¢与G 焦点相同,离心率互为倒
数.线段PQ是G 的一条弦,且PQ中点在G¢上.
(1)求G¢的方程;
(2)求直线PQ纵截距绝对值的最小值;
(3)求
OPQ
△
面积的最大值.
10.(2025·陕西西安·一模)已知ODE
V
满足
5
OD = ,
2
OE =
,
4
ODE
S
=
V
,且
DOE
Ð
是锐角.
(1)求sin
DOE
Ð
;
(2)设OD ,OE 所在直线分别为直线1l ,2l ,A,B 分别在1l ,2l 上,过A,B 分别作
AOB
Ð
的角平分线的垂
线,垂足为M,N,且
1
2
AOM
BON
S
S
+
=
△
△
为定值,以OA,OB 为邻边作平行四边形OARB .
(i)请建立适当的坐标系求出R 点轨迹方程C;
(ⅱ)若直线l 交C 于P,Q 两点,以线段OP ,OQ 为直径的两圆的另一个交点为G,且
1
OG = ,求PQ 的
最大值.
11.(2025·云南玉溪·模拟预测)已知O 为坐标原点,动点P 到x 轴的距离为d,且
2
2
|
|
OP
d
l
m
=
+
,其中λ,
μ 均为常数,动点P 的轨迹称为
,
l m 曲线.
(1)若
,
l m 曲线为椭圆,试问λ,μ 应满足什么条件?
(2)设曲线C 为
4
1, 3
æ
ö
ç
÷
è
ø 曲线,与x 轴不重合的直线l 过点
0
0
,0
0
N x
x ¹
,曲线C 上存在两点A,B 关于直线
l 对称,且AB 的中点M 的横坐标为x.
(i)若
0
x
x
l
=
,求实数l 的值;
(ii)若A,B 为曲线C 在y 轴右侧上两个不同的点,且直线l 过点
0,4
C
,求
ACB
Ð
的取值范围.
12.(2025·河南信阳·三模)已知椭圆C :
2
2
2
2
1
0
x
y
a
b
a
b
+
=
>
>
(
)的左、右焦点分别为
1
2
F
F
,
,过
2
F 的直线交C
于P
Q
,
两点(P 在x 轴上方),
1F PQ
V
的周长为8 ,当
1
90
F PQ
Ð
=
° 时,
1F PQ
V
的面积为8
3 .
(1)求C 的方程;
(2)若C 的离心率不大于
2
2 ,半径为r 的圆M 与
1F P 的延长线,
1FQ 的延长线及线段PQ均相切.
(i)当
2
r =
时,求
1
2
cos F MF
Ð
;
(ii)求
2
|
|
PQ
r
的最大值.