1、微专题40最值、范围问题考情分析圆锥曲线的综合问题是高考考查的重点内容,范围、最值问题是常见的热点题型,常以解答题的形式压轴出现,难度较大考点一圆锥曲线的最值问题典例1(2023全国甲卷)已知直线x2y10与抛物线C:y22px(p0)交于A,B两点,|AB|4.(1)求p;(2)设F为C的焦点,M,N为C上两点,0,求MFN面积的最小值解(1)设A(xA,yA),B(xB,yB),由可得y24py2p0,所以yAyB4p,yAyB2p,所以|AB|4,即2p2p60,解得p2(负值舍去)(2)由(1)知y24x,所以焦点F(1,0),显然直线MN的斜率不可能为零,设直线MN:xmyn,M(x
2、1,y1),N(x2,y2),由可得y24my4n0,所以y1y24m,y1y24n,16m216n0m2n0,因为0,(x11,y1),(x21,y2),所以(x11)(x21)y1y20,即(my1n1)(my2n1)y1y20,即(m21)y1y2m(n1)(y1y2)(n1)20,将y1y24m,y1y24n代入得,4m2n26n1,所以4(m2n)(n1)20,所以n1,且n26n10,解得n32或n32.设点F到直线MN的距离为d,所以d,|MN|2|n1|,所以MFN的面积S|MN|d2|n1|(n1)2,而n32或n32,所以当n32时,MFN的面积最小,为Smin(22)21
3、284(32)跟踪训练1(2023齐齐哈尔模拟)设椭圆C:1(ab0)的左、右焦点分别为F1,F2,O为坐标原点,椭圆C的离心率为.(1)若椭圆C的上顶点为W,且WF1F2的面积为9,求椭圆C的标准方程;(2)设过椭圆C的内部点P(1,0)且斜率为k的直线l交C于M,N两点,若椭圆C上存在点Q,使得,求b的最大值解(1)由椭圆C的离心率为且WF1F2的面积为9,可得解得a6,b3,c3,所以椭圆C的标准方程为1.(2)由椭圆C的离心率为,可得,可得a2b,则椭圆C的方程为1(b0),因为点P(1,0)在椭圆内,可得,设M(x1,y1),N(x2,y2),直线l的方程为yk(x1),联立方程组整
4、理得(14k2)x28k2x4(k2b2)0,则x1x2,y1y2k(x1x22).设Q(x0,y0),因为,所以x0,y0,所以Q,将点Q坐标代入椭圆C的方程得b21,显然,随着k的增大,b在增大,又因为00,b0)的左、右焦点,P是C右支上一点,F1F2P的周长为18,I为F1F2P的内心,且满足234.(1)求双曲线C的标准方程;(2)过F2的直线l与双曲线的右支交于M,N两点,与y轴交于点Q,满足m,n(其中m0),求的取值范围解(1)设PF1F2内切圆半径为r,由题意得|PF2|r,|F1F2|r,|PF1|r.所以|PF2|F1F2|PF1|234,因为PF1F2的周长为18,所以
5、|PF2|4,|PF1|8,|F1F2|6,所以2a|PF1|PF2|4,2c6,所以a24,b2c2a2945,所以双曲线的标准方程为1.(2)由题知,直线l斜率存在且不为0,可设其方程为xty3(t0),M(x1,y1),N(x2,y2),Q,联立整理得(5t24)y230ty250,因为直线l与双曲线右支交于两点,则有解得t20),所以m(3x1,y1),所以y1m(y1),即y1,同理y2,所以y1y2,y1y2,两式相除得(m1)(n1).因为1,因为y1y2,又由y1y20,得0,即(m1)(n1)0,又因为(m1)(n1),则(m1)0,解得m,所以0,所以00,b0)的顶点,C
6、1的焦点到C2的渐近线的距离为.直线l:ykxt与C2相交于A,B两点,3.(1)求证:8k2t21;(2)若直线l与C1相交于P,Q两点,求|PQ|的取值范围(1)证明由题意得,椭圆焦点坐标为(1,0),双曲线渐近线方程为bxay0,所以解得所以C2的方程为y21,由消去y得(12k2)x24ktx2t220,所以得t22k210,设A(x1,y1),B(x2,y2),则所以x1x2y1y2x1x2(kx1t)(kx2t)(1k2)x1x2kt(x1x2)t2(1k2)t23,化简得8k2t21,得证(2)解由消去x,得(12k2)x24ktx2t220,所以16k2t24(12k2)(2t
7、22)0,即t22k210,8k2t21,及k0,t20,可得0k2,设P(x3,y3),Q(x4,y4),则所以(x3x4)224,所以|PQ|2(1k2)(x3x4)2,设12k2,则k2,由00,b0)的左顶点为A,焦距为4,过右焦点F作垂直于x轴的直线交C于B,D两点,且ABD是直角三角形(1)求双曲线C的方程;(2)M,N是C右支上的两动点,设直线AM,AN的斜率分别为k1,k2,若k1k22,求点A到直线MN的距离d的取值范围解(1)依题意,BAD90,半焦距c2,由|AF|BF|,得ac,得a22a22a2,解得a1(其中a20舍去),所以b2c2a2413,故双曲线C的方程为x
8、21.(2)显然直线MN不可能与x轴平行,故可设直线MN的方程为xmyn,联立消去x整理得(3m21)y26mny3(n21)0,在条件下,设M(x1,y1),N(x2,y2),则y1y2,y1y2,由k1k22,得y1y22(x11)(x21)0,即y1y22(my1n1)(my2n1)0,整理得(2m21)y1y22m(n1)(y1y2)2(n1)20,则3(n21)(2m21)12m2n(n1)2(n1)2(3m21)0,化简可得n24n50,解得n5或n1(舍去),则直线MN的方程为xmy50,得d,又M,N都在双曲线的右支上,所以y1y20,故有3m210,0m2,此时10,设A(x
9、A,yA),B(xB,yB),则xAxB4b,xAxB4k,xBxA4,k21b.设R(xR,yR),由,得xR,联立得x24kx40,x1x24k,x1x24,则|PR|QR|(1k2)(x1xR)(x2xR)(1k2)(1k2)2.当k时,|PR|QR|取得最大值.3(2023厦门质检)已知椭圆1(ab0)的上顶点为M(0,2),右顶点为N,直线MN的斜率为,A,B,C,D是椭圆上4个点(异于点M),ABCD,直线MA与MB的斜率之积为,直线MC与MD的斜率之和为1.(1)证明:A,B关于原点对称;(2)求直线AB与CD之间的距离的取值范围(1)证明由题意得b2,则a2,故椭圆方程为1,取
10、椭圆下顶点为M(0,2),设A(x0,y0),则kMAkMA,而1,则kMAkMB,故kMAkMB,故MAMB,由椭圆关于原点中心对称,可知A,B关于原点对称(2)解设直线CD的方程为ykxm,设C,D两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),联立方程消去y并整理得(3k21)x26kmx3m2120,则x1x2,x1x2,又由kMCkMD1,有1,即1,整理得到2k(m2)1,即2k1,故2k(m2)1,可得m4k2,m0,故k,又由36k2m24(3k21)(3m212)0,可得0k4,由点M不在直线CD上,可得k1,故k的取值范围为(1,4)直线AB与CD之间的距离,即原点O到CD的距离d,设2k1t,t(1,0)(0,1)(1,7),则k,则d2,故d2,即所求范围为.