張靈
圓錐曲線最值問題的綜合性較強,且.解題過程中的運算量較大,對同學們的運算和綜合分析能力有較 高的要求.解答這類問題,往往需先根據(jù)題意,利用圓 錐曲線的方程、定義、幾何性質求得目標式,然后采用 相應的技巧求目標式的最值.那么如何求目標式的最 值呢?主要有三種思路:構造函數(shù)、利用基本不等式、 運用幾何圖形的性質.下面結合實例來進行探討.
一、構造函數(shù)
對于一些與動點、動直線有關的圓錐曲線最值問 題,可先設出動點的坐標或動直線的方程,并根據(jù)題 意求得目標式的表達式;然后將目標式看作關于x或y 的函數(shù)式,便可利用一次函數(shù)、二次函數(shù)等的單調(diào)性 求得函數(shù)的最值.
例1
解:
解答本題,需先設出點P、A的坐標以及直線AP的方程;然后根據(jù)韋達定理、弦長公式、點到直線的距 離公式求得 |PA|?|PQ| 的表達式,并構造函數(shù),便可將 問題轉化為關于 k 的函數(shù)最值問題;再運用導數(shù)法求 得函數(shù)的最值,就可以順利求得問題的答案.
二、利用基本不等式
a、b > 0 ,則 a + b ≥ 2 ab ,該式稱為基本不等 式.運用基本不等式求解圓錐曲線最值問題,需先確定 變量,將目標式轉化為關于該變量的式子;然后根據(jù) 目標式的結構特點,將其配湊成兩式的和或積,并使 其中之一為定值,即可根據(jù)基本不等式求得最值.
例2
解:
我們需先根據(jù)韋達定理、兩點間的距離公式、點 到直線的距離公式求得△OEF 面積的表達式.而該式 為 λ2 、4 - λ2 的積,且 λ2 、4 - λ2 的和為定值4,再利用 基本不等式即可求得目標式的最值.
例3
解:
我們首先根據(jù)雙曲線的定義建立 a 、b 的關系 式,然后根據(jù)直線的斜率公式求得目標式的表達式.而 該式為 a + 2、16 a + 2 的和,且其積為定值,這便為運用基本不等式創(chuàng)造了條件,運用基本不等式即可求得直 線斜率的最大值.在運用基本不等式求得最值后,還需 檢驗等號是否成立.
三、利用幾何圖形的性質
在求解圓錐曲線最值問題時,經(jīng)常要用到幾何圖 形的性質,如(1)三角形的兩邊之和大于第三邊,兩邊 之差小于第三邊;(2)雙曲線無限接近于漸近線;(3) 切線到圓心的距離最近;(4)點到直線的距離即為過 該點作的垂線段的長.利用幾何圖形的性質求解圓錐 曲線最值問題,往往要靈活運用圓錐曲線的定義、圓 錐曲線與直線的位置關系.
例4
解:
我們根據(jù)橢圓的定義得 |PF | 1 + |PF | 2 = 6 ,將問題 轉化為求 |PA| - |PF | 2 的最大值;然后在△PAF2 中,根 據(jù) 三 角 形 的 兩 邊 之 差 小 于 第 三 邊 的 性 質 ,確 定 |PA| - |PF | 2 取最值的情形:A、F2、P′ 三點共線,據(jù)此 建立關系式,即可求得最值.
在解答圓錐曲線最值問題時,同學們需注意三 點:(1)選擇合適的變量,并確定變量的取值范圍;(2) 根據(jù)目標式的結構特點,將問題轉化為關于某個變量 的最值問題;(3)靈活運用函數(shù)的單調(diào)性、基本不等 式、平面幾何圖形的性質求最值.
(作者單位:山東省濟寧市魚臺縣第一中學)