国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

雙管齊下,搞定圓錐曲線最值問題

2013-12-29 00:00:00吳濤吳文堯

最值問題是高中數(shù)學(xué)中永恒的話題,圓錐曲線中的最值問題一直是高考和競賽中的熱點(diǎn)問題之一. 由于解決這個問題對考生的能力要求較高,許多同學(xué)對這個問題感到比較棘手. 本文以一道高考題為例,說明解決這類問題的常用對策,供大家參考.

題目 (由2008年全國高考題改編)過原點(diǎn)且斜率為正值的直線交橢圓■+y2=1于E,F(xiàn)兩點(diǎn),設(shè)A(2,0),B(0,1). 求四邊形AEBF的面積S的最大值.

函數(shù)思想是解決最值問題最強(qiáng)有力的武器,也是解決解析幾何最值問題最常用的方法,我們通??捎媒⒛繕?biāo)函數(shù)的方法解有關(guān)解析幾何的最值問題,其解題程序可總結(jié)為:變量→函數(shù)→最值. 即,第一步:選擇適當(dāng)?shù)牧繛樽兞?,并求出變量的取值范圍(目?biāo)函數(shù)的定義域). 第二步:把所需求最值的量用上述變量表示出來(求出目標(biāo)函數(shù)的解析式). 第三步:求出上述目標(biāo)函數(shù)的最值即可得所需結(jié)論.

解法一 以直線的斜率為目標(biāo)函數(shù)的變量

分析 當(dāng)直線EF的斜率確定時,直線EF也確定了,四邊形AEBF也確定,即其面積顯然隨直線EF的斜率變化而變化,且題設(shè)中也有所暗示,故選取以直線EF的斜率為目標(biāo)函數(shù)的變量是很自然的選擇.

解答 直線AB的方程為x+2y=2,設(shè)直線EF的斜率為k,則直線EF的方程為y=kx(k>0).

如圖1,設(shè)E(x1,kx1),F(xiàn)(x2,kx2),其中x1

評注 這種解法思路自然,在應(yīng)試中也是一種不錯的選擇;縱觀上述解題過程,在操作時對運(yùn)算的要求較高,在平淡中見真功夫.

解法二 以直線的傾斜角為目標(biāo)函數(shù)的變量

分析 同解法一,易見四邊形AEBF的面積隨直線EF的傾斜角α變化而變化,因此也可選擇直線EF的傾斜角α為目標(biāo)函數(shù)的變量.

評注 由于線段EF的長不難用其傾斜角表示,而A,B為定點(diǎn),要求四邊形的面積,只需求出兩條對角線夾角的正弦值即可. 其不足之處是這種解法在求目標(biāo)函數(shù)的解析式時運(yùn)算量顯得比較大.

解法三 以點(diǎn)的坐標(biāo)為目標(biāo)函數(shù)的變量

分析 由于點(diǎn)E和F關(guān)于原點(diǎn)對稱,而A,B為定點(diǎn),故四邊形AEBF的面積S隨點(diǎn)F的坐標(biāo)變化而變化,因此也可選擇以點(diǎn)F的坐標(biāo)為目標(biāo)函數(shù)的變量. 注意到得到的目標(biāo)函數(shù)最好是一元函數(shù),故可借用橢圓的參數(shù)方程表示點(diǎn)的坐標(biāo).

評注 本解法在求四邊形面積時沿用了解法一的思路,由于點(diǎn)E,F(xiàn)的坐標(biāo)與四邊形的面積關(guān)系顯得更加直接,故其運(yùn)算也顯得簡單. 事實(shí)上,這種解法還可以進(jìn)一步簡化,在求四邊形AEBF的面積時,也可把它分解為△EFA和△EFB的面積分別計算,且在計算中注意利用OA,OB的長為定值這個條件,則可使其解法更加簡捷,詳見如下:

不妨設(shè)點(diǎn)F在第一象限,由于F是橢圓■+y2=1上的點(diǎn),所以可設(shè)F(2cosθ,sinθ)(0<θ<90°). 由于BO=1,AO=2.所以S△BEF=■·OBxE-xF=■·2xF=xF=2cosθ,同理S△AEF=2yF=2sinθ. 所以S=2(sinθ+cosθ)=2■sin(θ+45°)≤2■,所以S的最大值為2■.

該簡化后的解法之所以比前面的解法要漂亮許多,主要表現(xiàn)在以下兩個方面,其一是目標(biāo)函數(shù)的變量選擇是合理的;其二是操作過程中對面積公式的選擇也比較合理.

解法四 化歸為求二元函數(shù)的最值

分析 對于求一元函數(shù)的最值,我們比較容易駕馭,所以前面的解法所建立的目標(biāo)函數(shù)均是一元函數(shù),其實(shí)有時化為多元函數(shù)的最值問題求解,可使運(yùn)算過程簡化到極致.

評注 把二元函數(shù)化歸為一元函數(shù)有時要通過比較繁瑣的過程,本解法與前幾種解法相比較,其不同之處是直接用柯西不等式求二元函數(shù)的最值,從而使解答過程更加簡捷.

由于平面解析幾何本身是數(shù)形結(jié)合的產(chǎn)物,借助圖形的幾何性質(zhì),也是破解圓錐曲線問題的重要對策,往往能收到事半功倍的效果.

解法五 利用幾何意義法求解

分析 由圖形的對稱性可知,當(dāng)且僅當(dāng)橢圓弧AB上的點(diǎn)F到直線AB的距離最大時,四邊形AEBF的面積取最大值,不難發(fā)現(xiàn)此時的點(diǎn)F恰是橢圓平行于AB的切線與橢圓的公共點(diǎn).

解答 設(shè)直線l1,l2是與直線AB平行的橢圓的兩條切線,則當(dāng)E,F(xiàn)分別與兩切點(diǎn)重合時,四邊形AEBF的面積S取最大值. 設(shè)切線的方程為x+2y=t,代入橢圓方程可得2x2-2tx+t2-4=0,令Δ=4t2-8(t2-4)=0,得t=±2■,即兩切線的方程為x+2y±2■=0,它們的距離為d=■,而AB=■,所以Smax=■■·■=2■.

雖然圓錐曲線中最值問題的題型可以千變?nèi)f化,但以上兩大對策方法仍然是其常用的解題對策;在化歸為目標(biāo)函數(shù)的最值時,要特別注意目標(biāo)函數(shù)的自變量的選擇,并關(guān)注目標(biāo)函數(shù)的定義域. 在求目標(biāo)函數(shù)的解析式時,注意選擇合理的運(yùn)算方法,縮短解題的長度. 若能運(yùn)用其幾何意義求其最值,則其運(yùn)算過程往往比較簡結(jié),而且一般出現(xiàn)錯誤的概率也相對較小,因此在解決這類問題時也要重視數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用.

汽车| 定安县| 科技| 运城市| 嘉黎县| 定兴县| 肥城市| 阜新| 县级市| 威远县| 商水县| 宜宾市| 丹棱县| 金沙县| 图木舒克市| 山东省| 北京市| 吉林省| 二手房| 凯里市| 瑞昌市| 山西省| 高台县| 江口县| 确山县| 无极县| 广东省| 右玉县| 万源市| 邢台县| 阳西县| 黔东| 昌图县| 团风县| 西城区| 浦江县| 勐海县| 邯郸市| 昔阳县| 白水县| 张家界市|