1、
圆锥曲线中的三类最值问题
在选修1-1圆锥曲线中求有关距离最值问题主要有一下三个类型:
一、圆锥曲线上一动点到一定点与到一焦点的距离和求最值
方法:利用圆锥曲线的定义转化求最值法.根据圆锥曲线的定义,把所求的最值转化为平面上两点之间的距离、点线之间的距离等.
例1:已知点F1 、F2是椭圆+=1的左右焦点,定点A(1,1),P是椭圆上动点,则|PA|+|PF2|
的最小值、最大值分别为
分析:根据椭圆定义:|PF1|+|PF2|=2a,∴|PF2|=2a-|PF1|,∴|PA|+|PF2|=|PA|-|PF1|+2a,这样求|PA|+|PF2|
2、最值问题就转化为求|PA|-|PF1|的最值问题.画出图知道当点P、A、F1三点共线时取得最值.|PA|-|PF1|的最小值为-|AF1|,最大值为|AF1|,∴|PA|+|PF2|的最小值 为2a-|AF1|、最大值为2a+|AF1|.
解:由椭圆定义知:|PA|+|PF2|=|PA|-|PF1|+2a而-|AF1|≤|PA|-|PF1|≤|AF1|,又由椭圆方程+=1,∴a=,c=3,∴F1(-3,0),∴|AF1|=,∴―≤|PA|+|PF2|≤+
【点评】此类问题一般先利用圆锥曲线的定义转化,再结合三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边易知在共线处取得最值.
请同学们动
3、手做做一下几个题:
1、已知点F1 F2是双曲线―=1的左右焦点,定点A(3,2),P是双曲线上动点,则|PA|+|PF2|
的最小值为 .
(提示:由题意可知点P在双曲线右支,根据定义可知|PF1|-|PF2|=2a,∴|PF2|=|PF1|-2a,∴|PA|+|PF2|=|PA|+|PF1|-2a,∴求|PA|+|PF2|最小值转化为求|PA|+|PF1|的最小值。∵ 两点之间线段最短,∴|PA|+|PF1|的最小值为|AF1|,∴|PA|+|PF2|最小值为|AF1|-2a.
)
2、已知P点为抛物线y2=4x上的点,那么P点到点Q(2,-1)的距离
4、与P点到抛物线焦点F的距离之和的最小值为 _ __.
(提示:过P点作准线x=-1的垂线,垂足为K,根据抛物线定义可知|PF|=|PK|,∴|PF|+|PQ|=|PK|+|PQ|,易知当P、K、Q三点共线时距离最小,即最小值为点Q到准线的距离.)
二、曲线上一动点到一定点距离求最值
方法:转化成二次函数求最值。即把所求最值的目标表示为关于某个变量的函数,通过研究这个函数求最值,是求各类最值最为普遍的方法.在此处主要转化为二次函数求最值.
例2:已知椭圆+ =1内一点A(0,),点M为椭圆上一动点,求|AM|最大值.
分析:设出点M坐标,由椭圆方程及|AM|2消去x或y,将|
5、AM|2转化为二次函数后求最值.
解:设点M(x,y),∴+ =1,∴x2=3―,∴ |AM|2=(y―)2+x2=(y―)2+3―=-y2―2y+5 =-(y+2)2+9 (-≤y<),∴当y=-时,|AM|2取得最大值8,|AM|取得最大值2.
【点评】此类问题转化成关于x或y的二次函数后,需注意变量x或y的取值范围.
同理,同学们动手做做下题:
1、已知一定点A(3,0),P是双曲线-y2 =1上任意一点,求|PA|最小值.
2、:若点P在抛物线y2 =x上,点Q在圆(x-3)2 +y2 =1上 ,求|PQ|最小值.
(提示:求两动点距离问题可转化为先求抛物线上一
6、动点P到一定点圆心A(3,0)距离的最小值问题,再将|PA|的最小值减去圆的半径即为|PQ|最小值.)
三、曲线上一动点到一定直线距离求最值
方法:常用切线法.当所求的最值是圆锥曲线上点到某条定直线距离的最值时,可以通过作与这条直线平行的圆锥曲线的切线,则两平行线间的距离就是所求的最值,切点就是曲线上取得最值时的点.
例3、求椭圆 x2 +8y2 =8上的点到直线x-y+4=0的距离的最大值和最小值.
分析:先求与直线x-y+4=0平行的椭圆的切线,切线与直线x-y+4=0的距离即为为最值.
解:设与x-y+4=0平行的椭圆切线方程为y=x+b
【点评】此题还可转化为三角函数求最值,但切线法更直观明了.
同理,同学们动手做做下题:已知动点P在抛物线 y2 =2x上,求点P到直线 x-y+3=0的最短距离,并求出此时P点的坐标..