求解圆锥曲线中的几何最值问题
一、根据圆锥典线第一定义转化为三点共线问题:
x2y21内有一点A(2,1),F为椭圆的左焦点,P是椭圆上动2516
例1:已知椭圆
点,求PAPF的最大值与最小值。
分析:求PAPF的最大值与最小值考虑用普通方法比较难解,则我们可作适当转化,利用椭圆第一定义,把PF转化为与另一焦点有关的线段,即PF2aPF再结合平面内三点共线时有最值,而点P在线段延长线的不同侧时,会使PAPF取得最大值或最小值。
解:如图1,设椭圆的右焦点为F,可知其坐标为F(3,0),由椭圆的第一定义得:
PFPF10,则PAPF10PAPF,可知,当P为AF的延长线与椭圆的交
点时,PAPF最大,最大值为AF2,当P为FA的延长线与椭圆的交点时,
PAPF最小,最小值为AF2。故PAPF的最大值为102,最小值为
102。
策略:本题中巧用第一定义解题:动点到两定点距离之和等于定值2a,两定点为焦点,a为长半轴,利用这定义,把所要求的目标:转化为容易求解的目标。即把PAPF转化
10PAPF,即转化为A、F、P三点共线进行讨论,当P点在AF延长线时,所求
函数有最大值,当P点在FA的延长线时,所求函数有最小值。
x2y21内有一点B62F1、F2分别为双曲线左右焦点,P是双169
例2:已知双曲线
曲线右支上的动点,求PF2PB的最小值。
f分析:求PF2PB的最值,用一般方法来解比较困难,则我们可以从定义入手,利用双曲线第一定义,把PF2转化为PF18而PBPF1为平面内三点距离之和,当BPF1点共线时有最小值。解如图2,由题意得F150、F250,有双曲线
PB(6,2)
的第一定义得PF1PF28
所以
PF2PBPF2PF18,当p点在如图2位置时有
最小值,当P点在如图2位置时有最小值,即
F1
F2
图2
F2
PF1PBBF16522255
PF2PB的最小值为558。
所以
例3:设P是y24x上的一个动点,求P点到A11的距离与p点到直线l:x1的距离d之和的最小值。分析此题中的l:x1刚好是抛物线的准线,而点A在准线l上,由抛物线第一定义可把P到直线的距离转化为P到焦点F10距离,即所求距离转化为PAPF而PAPF刚好是三点距离之和,而在平面中,当三点共线即A、P、F三点共线时它们所得距离之和最小。解:如图3,由抛物线第一定义得PAdPAr