2022版新教材高中数学 第三章 圆锥曲线的方程 专题强化练11 圆锥曲线中的最大（小）值与范围问题的解法（含解析）新人教A版选择性必修第一册.docx

1、圆锥曲线中的最大(小)值与范围问题的解法一、选择题1.(2021吉林长春外国语学校高二上期中,)设抛物线y2=8x的准线与x轴交于点Q,若过点Q的直线l与抛物线有公共点,则直线l的斜率的取值范围是()A.-12,12B.-2,2C.-1,1D.-4,42.(2021重庆八中高二上期中,)若点O和点F分别为双曲线x22-y2=1的中心和左焦点,点P为该双曲线上的任意一点,则OPFP的最小值为()A.2+6 B.2-6C.12 D.-323.(2021浙江诸暨中学高二月考,)已知椭圆x2a2+y2b2=1(ab0),F1、F2为其左、右焦点,若椭圆上存在点P满足|PF1|=2|PF2|,则该椭圆的

2、离心率的范围是()A.0,13 B.13,1C.0,13 D.13,14.(2021天津耀华中学高二上期中,)已知F1、F2是椭圆C:x2a2+y2b2=1(ab0)的左、右焦点,|F1F2|=4,点Q(2,2)在椭圆C上,P是椭圆C上的动点,则PQPF1的最大值为()A.4B.92C.5D.4+25.(2021天津六校高二上期中,)M是抛物线y2=4x上一点,N是圆(x-1)2+(y-2)2=1关于直线x-y-1=0的对称圆上的一点,则|MN|的最小值是()A.112-1 B.3-1C.22-1 D.32二、填空题6.(2021上海复旦大学附属中学高二上期中,)在直角坐标平面内的ABC中,A

3、(-2,0)、C(2,0),若sinA+sinC=2sinB,则ABC面积的最大值为.7.(2021江西上高二中高二上月考,)已知A(0,1)为椭圆x2+4y2=4上一定点,点P为椭圆上异于A的一动点,则|AP|的最大值为.8.(2021北京首都师范大学附中高二上期中,)设F1为椭圆C:x22+y2=1的左焦点,P为椭圆C上给定一点,以PF1为直径作圆,点Q为圆上的动点,则坐标原点O到Q的距离的最大值为.三、解答题9.(2020天津和平高二上期末,)已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(ab0)经过点1,32,一个焦点为(3,0).(1)求椭圆C的方程;(2)若直线y=k(x-1)(k0)与x轴

4、交于点P,与椭圆C交于A,B两点,线段AB的垂直平分线与x轴交于点Q,求|AB|PQ|的取值范围.10.()某学校决定在主干道旁边挖一个半椭圆形状的小湖,如图所示,AB=4(单位:十米,以下同),O为AB的中点,椭圆的焦点P在对称轴OD上,M,N在椭圆上,MN平行AB交OD于G,且G在P的右侧,MNP为灯光区,用于美化环境.(1)若椭圆的离心率为55,且PG=1,求MNP的面积;(2)若学校的另一条道路EF满足OE=3,tanOEF=2,为确保道路安全,要求椭圆上任意一点到道路EF的距离都不小于55,求半椭圆形状的小湖的最大面积.椭圆x2a2+y2b2=1(ab0)的面积为ab11.(2021

5、湖南永州第一中学高二上第一次月考,)已知P(2,0)为椭圆C:（ab0）的右顶点，点M在椭圆C于A,B两点，当点M与坐标原点O重合时，直线PA，PB的斜率之积为.(1)求椭圆C的标准方程;(2)若AM=2MB,求OAB面积的最大值.答案全解全析一、选择题1.Cy2=8x,Q(-2,0),设过Q点的直线l方程为y=k(x+2).l与抛物线有公共点,方程组y2=8x,y=k(x+2)有解,即k2x2+(4k2-8)x+4k2=0有解,=(4k2-8)2-16k40,即k21.-1k1,故选C.2.B由题意,点O(0,0),点F(-3,0),设点P(x,y),则x22-y2=1,y2=x22-1,x

6、(-,-22,+),所以OP=(x,y),FP=(x+3,y),所以OPFP=x(x+3)+y2=x2+3x+x22-1=32x+332-32,所以当x=-2时,OPFP取得最小值,为32-2+332-32=2-6.故选B.3.D依题意得,|PF1|+|PF2|=2a,又|PF1|=2|PF2|,2a=3|PF2|,23a=|PF2|,从而a-c23aa+c,解得e=ca13,又e1,13e|AC|,所以点B的轨迹是以A、C为左、右焦点,2a=8为长轴长的椭圆(除去长轴端点),该椭圆焦距2c=4,所以b2=a2-c2=12,所以点B的轨迹方程为x216+y212=1(y0),当x=0时,y=2

7、3,所以ABC面积的最大值为12423=43.7.答案433解析椭圆方程可化为x24+y2=1.由点P在椭圆上,设P(2cos,sin),又A(0,1),|PA|2=4cos2+(sin-1)2=-3sin2-2sin+5=-3sin+132+163.又-1sin1,当sin=-13时,|PA|2取得最大值163,因此,|PA|max=163=433.8.答案2解析设PF1的中点为M,椭圆的右焦点为F2,连接OM,PF2,QM,由椭圆的定义可得|PF1|+|PF2|=2a=22,由OM为PF1F2的中位线,可得|OM|=12|PF2|,又|QM|=12|PF1|,|OQ|OM|+|MQ|=12

8、|PF1|+12|PF2|=122a=a=2,当且仅当O,M,Q三点共线时,|OQ|取得最大值,为2.三、解答题9.解析(1)由题意得a2-b2=3,1a2+34b2=1,解得a=2,b=1.所以椭圆C的方程是x24+y2=1.(2)由y=k(x-1),x24+y2=1,得(1+4k2)x2-8k2x+4k2-4=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则有x1+x2=8k21+4k2,x1x2=4k2-41+4k2,y1+y2=k(x1+x2-2)=-2k1+4k2.所以线段AB的中点坐标为4k21+4k2,-k1+4k2,所以线段AB的垂直平分线方程为y-k1+4k2=-1kx-4k21

9、+4k2.于是,线段AB的垂直平分线与x轴的交点为Q3k21+4k2,0,又点P(1,0),所以|PQ|=1-3k21+4k2=1+k21+4k2.又|AB|=(1+k2)8k21+4k22-44k2-41+4k2=4(1+k2)(1+3k2)1+4k2,于是,|AB|PQ|=4(1+k2)(1+3k2)1+4k21+k21+4k2=41+3k21+k2=43-21+k2.因为k0,所以13-21+k2b0).由题意可知,b=2,e=ca=55,又a2=b2+c2,a=5,c=1,椭圆方程为x25+y24=1,易知xG=2,yM=255,则SPMN=121455=255(百平方米).(2)由题

10、意可知直线EF的方程为x+2y-6=0,因为椭圆上任意一点到道路EF的距离都不小于55,所以椭圆面积最大时与一条平行于x+2y-6=0且距离为55的直线相切,设直线l:x+2y+m=0(m-6),由两条直线之间的距离为55,可得|m+6|5=55,解得m=-5或m=-7(舍),设椭圆方程为x2a2+y24=1(a0),联立方程x2a2+y24=1,x+2y-5=0,得(a2+16)x2-10a2x+9a2=0,=0,a2=9,a=3,1232=3,即半椭圆形状的小湖的最大面积为3百平方米.11.解析(1)P(2,0)为椭圆的右顶点,a=2,椭圆方程为x24+y2b2=1.当点M与坐标原点重合时

11、,设A(x1,y1),则B(-x1,-y1),kPAkPB=y12x12-4=-14.又x124+y12b2=1,y12=b2(4-x12)4,b2(4-x12)4x12-4=-14,即-b24=-14,b2=1.椭圆C的标准方程为x24+y2=1.(2)设直线AB的方程为x=ty+m(t0),-2m2,A(x1,y1),B(x2,y2),联立x=ty+m,x2+4y2=4,得(4+t2)y2+2mty+m2-4=0,则0恒成立,y1+y2=-2mt4+t2,y1y2=m2-44+t2,AM=2MB,y1=-2y2,-y2=-2mt4+t2,-2y22=m2-44+t2,m2=4t2+169t2+4.OAB的面积S=12|m(y1-y2)|=32|my2|,S2=94m2y22=944t2+169t2+416t2(4+t2)(9t2+4)=916t2(9t2+4)2.S=12|t|9t2+4=129|t|+4|t|1,当且仅当t2=49时取等号.OAB面积的最大值为1.