解析几何中的最值问题
一、教学目标解析几何中的最值问题以直线或圆锥曲线作为背景,以函数和不等式等知识作为工具,具有较强的综合性,这类问题的解决没有固定的模式,其解法一般灵活多样,且对于解题者有着相当高的能力要求,正基于此,这类问题近年来成为了数学高考中的难关。基本内容:有关距离的最值,角的最值,面积的最值。二、教学重点方法的灵活应用。三、教学程序1、基础知识探求解析几何最值的方法有以下几种1函数法(设法将一个较复杂的最值问题,通过引入适当的变量能归为某初等函数(常见)的有二次函数和三角函数)的最值问题,然后通过对该函数单调性和最值的考察使问题得以解决。2不等式法:(常用的不等式法主要有基本不等式等)3曲线定义法:利用圆锥曲线的定义刻画了动点与动点(或定直线)距离之间的不变关系,一般来说涉及焦半径、焦点弦的最值问题可以考虑该方法(4)平面几何法:有些最值问题具有相应的几何意义(如分式最值联想到斜率公式,求平方和最值联想到距离公式等等)
(1)函数法
例1、已知P点在圆x2y421上移动,Q点在椭圆x2y21上移动试求
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PQ的最大值。分析:两个都是动点,看不出究竟,P、Q在什么位置时PQ最大故先让Q点在椭圆上固定,显然当PQ通过圆心O1时PQ最大,因此要求PQ
的最大值,只要求OQ的最大值。说明:函数法其我们探求解析几何最值问题的首选方法,其中所涉及到的函
数最常见的有二次函数等,值得注意的是函数自变量取值范围的考察不易忽视。
例2在平面直角坐标系xOy中,点Pxy是椭圆x2y21上的一个动点,
3
求Sxy的最大值
(2)不等式法
f例
2、
设F1F2是椭圆
x24
y2
1的两个焦点,
P
是这个椭圆上任一点,
则PF1PF2的最大值是
解:PF1PF24
由PF1PF22PF1PF2得
PF1PF2
PF1
PF224
4
即PF1PF2的最大值是4。
说明:在用基本不等式时要注意条件“一正二定三相等”须同时具备,缺一不可
3曲线定义法:
例3、给定点A22,已知B是椭圆x2y21上的动点,F是右焦点,当2516
AB5BF取得最小值时,试求B点的坐标。3
分析:因为椭圆的离心率e3,所以AB5BFAB1BF,而1BF为
5
3
e
e
动点B到左准线的距离。故本题转法为,在椭圆上求一点B,使得它到A点和左
准线的距离之和最小,过点B作l的垂线,垂点为N,过A作此准线的垂线,
垂点为M,由椭圆定义
BFeBNBF5BF
BN
e3
于是AB5BFABBNANAM为定值3
其中,当且仅当Br