破解椭圆中最值问题的常见策略
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破解椭圆中最值问题的常见策略
第一类:求离心率的最值问题破解策略之一:建立
c b a ,,的不等式或方程
例1:若B A,为椭圆)0(12
22
2b
a b
y a
x 的长轴两端点,
Q 为椭圆上一点,使
120AQB ,求此椭圆
离心率的最小值。
分析:建立c b a ,,之间的关系是解决离心率最值问题常规思路。此题也就要将角转化为边的思想,但条件又不是与焦点有关,很难使用椭圆的定义。故考虑使用到角公式转化为坐标形式运用椭圆中y x,的取值进行求解离心率的最值。
解:不妨设),(),0,(),0,(y x Q a B a A ,则a x y k a
x
y k BQ
AQ
,,利用到角公式及
120AQB
得:
120
tan 1
a x
y a x
y a x y a x y (a x )
,又点A 在椭圆上,故2
2
22
2
y b
a a
x ,消去x ,化简得2
232c
ab y
又b
y 即b c
ab
22
32则
4
2
2
23)
(4c c a
a ,从而转化为关于
e 的高次不等式
04432
4
e
e
解得
13
6e 。故椭圆离
心率的最小值为
3
6。(或2
2
2
233()ab c
a
b ,得:3
3b a
,由21()b e a ,故
13
6e )(注:
本题若是选择或填空可利用数形结合求最值)点评:对于此类最值问题关键是如何建立
c b a ,,之间的关系。常用椭圆上的点),(y x 表示成c b a ,,,并利用椭圆中y
x,的取值来求解范围问题或用数形结合进行求解。破解策略之二:利用三角函数的有界性求范围
例2:已知椭圆C :
2
222
1(0)x
y a b
a
b
两个焦点为12,F F ,如果曲线C 上存在一点Q ,使12FQ F Q ,求椭圆离心
率的最小值。
分析:根据条件可采用多种方法求解,如例1中所提的方法均可。本题如借用三角函数的有界性求解,也会有不错的
效果。解:根据三角形的正弦定理及合分比定理可得:
cos
sin
2cos
sin
sin
sin
90
sin 221210
a PF PF PF PF c 故
2
2)
45sin(
210
e
,故椭圆离心率的最小值为
2
2。
点评:对于此法求最值问题关键是掌握边角的关系,并利用三角函数的有界性解题,真是柳暗花明又一村。第二类:求点点(点线)的最值问题
破解策略之三:建立相关函数并求函数的最值(下面第三类、第四类最值也常用此法)例3:(05年上海)点
A 、
B 分别是椭圆
120
362
2
y
x
长轴的左、右端点,点
F 是椭圆的右焦点,点P 在椭圆上,且
位于
x 轴上方,PF PA 。(1)求点P 的坐标;(2)设M 是椭圆长轴AB 上的一点,M 到直线AP 的距离等于||MB ,
求椭圆上的点到点
M 的距离d 的最小值。