专题18圆锥曲线中的求范围及最值问题(解析版)-备战2022年新高考数学必考点提分精练(新高考地区专用).pdf
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1、专题1 8圆锥曲线中的求范围及最值问题一、单选题1.已知双曲线C*-,=1(a0 力0)的左,右焦点分别为耳,鸟,点若C 的右Q支上的任意一点 满足|M|+|M N|5 b,则 C 的离心率的取值范围为()【答案】D【解析】【分析】根据双曲线的定义,E转化为|%|+|M N|+2 a?,即(MF2+MN)m,n+2 a -,当点M,序 N 三点共线时,|M闻最小,转化为不等式+2a,最后求离心率的范围.2a 2【详解】由已知可得I 用-|M 用=2a,M Fl+M N b,O/7 O即|“|+1 MN|+2ay ,右支上的点M均满足忻M|+1M N吟b,9b只需|M%|+|MN|的最小值满足|
2、班|+|血|+2 万即可,当点“在 6 N 上时,最小,此时|MF,|+|MN|=空,2aSh2故+2a ,B P 5b2+4a2 9ab,2a 2(a-b)(4a-5b)。4。58或 25b2 或 a2cb2,可得 41 a?25c2 或 2a2 c2,解得l e 痘 或&O 匕 0),则&忖所以二二 百,双曲线方程为/-匕=1,由3?-匕=1,得 产 2 而,5 2 屈,3 3因此A(3,5)在双曲线外部(不含焦点的部分),又c =/=2,所以尸(2,0),在AAMF中,山三边之间的关系可知当M 是线段A F 与双曲线的交点,即A、M、尸三点共线时,|M 4|+|M F|取得最小值,且 最
3、 小 值 为|=J(3-2 尸+(5-0)2 =医,故选:B.A1 1.已知双曲线C的一条渐近线为直线v-y =O,C的右顶点坐标为(1,0).若点M(均,加)是双曲线C右支上的动点,点A的坐标为(3,5),则|M 4|+2 x”的最小值为()A.7 2 6-1 B.7 2 6C.V 2 6+1 D.V 2 6+2【答案】C【解析】【分析】求出双曲线的标准方程,双曲线的右准线方程,右焦点坐标,确定A在双曲线的外部,利用圆锥曲线的统一定义把24转化为M到右焦点F的距离,然后易得最小值.【详解】设双曲线方程为一AsQ。,贝 心a=1所以,aa=1b=后双曲线方程为Y-=1,32-=1得 =2,5
4、276,因此43,5)在双曲线外部(不3 3含焦点的部分),XC=V173=2,所以e =2,=1,即双曲线的右准线是x =1,记双曲线的右焦点a c 2 2为 F(2,0),则 2(x,“-g)=|M%|M 4|+2/=|M 4|+|M尸|+1,所以当M是线段AF与双曲线的交点时,|M 4|+|M F|取得最小值,最小值不|A F|=&3-2)2+(5-0=宿,所以|M 4|+2 x,”=MA+MF+1 的最小值是 7 2 6+1.故选:c.1 2 .直线,=匕(4用 与椭圆:+三=1 相交于4 B 两 点,若将x 轴下方半平面沿着x 轴翻折,使之与上半平面成直二面角,则|四|的取值范围是(
5、)A.立 佝 B.2,2#C.(2,2 伺 D.(2,6【答案】C【解析】【分析】判断直线与椭圆的交点的位置,然后求解的取值范围即可.【详解】由:+?=1 可知,椭圆的短轴长幼=2 点,长轴长2 a =2,又直线=(A e R)与椭圆:+=1 相交于4 B 两点,所以|A B|的最大值为26,将 x 轴下方半平面沿着x 轴翻折,使之与上半平面成直二面角,此时|A B|的最大值仍然是长轴长2 面,而短轴两个端点间的距离为 庐 工 7 =2,由于4 8不能在短轴端点处,所以2|BF|=/(-2-1)2+(2-0)2=713,当且仅当8,P,尸三点共线时取等号,所以d+|P目的最小值为 旧.故选:C
6、.1 8.已知抛物线C:y 2=2 p x(p 0)的焦点到准线距离为2,点A是抛物线C上的动点,3(4,0),点。为动点,且|叫=2,且则通.而的最小值为()A.8 B.9 C.1 1 D.1 2【答案】A【解析】【分析】利川向量运算求出AB-AD=A B -4,再由两点间距离公式及二次函数.【详解】/2 由题意可得抛物线C的方程为y 2=4 x,设4 :/,由4 上班可得通.而=|而=|西2-4,所以当产=8时 府 取得最小值1 2,通.而 取 得 最小值8,故选:A1 9 .已知点P(x,y)满足J(x-1 y +田+J(x +1 f +y 2 =2应,点4 8关于点。(0,-2)对称且
7、|他|=2,则 丽丽 的 最 大 值 为()A.1 0 B.9 C.8 D.2【答案】C【解析】【分析】利用向量的加法运算求记PA,PB,根据向量数量积基底模式求出 丽 丽=|而 一 1 ,再用两点间的距离公式及点P(x,y)在椭圆+V=1 上即可求解.【详解】由椭圆定义可得点P(x,y)在椭圆+丁=1 上,因为点4 8 关于点0(0,-2)对称,所以丽.丽=(而+网(而+函=(而而)阿+;可:而 I 网 2=囤 2 _ ,而|P D =4+(、+2)2 =2-2/+(y +2)2=/-(-2)2+1 0 ,因为-1 4y 41,所以 当 尸 1 时|尸。|取得最大值3,所 以 身.而 的最大
8、值为3?-1 =8.故选:C.2 0.己知椭圆C:+占=1(。0)的左,右焦点大,用,过原点的直线/与椭圆C相交a b于N两点.其中M在第一象限.|%|=闺 用,圈 之 坐,则桶圆C的离心率的取值范围 为()A.(0,2 1 1 B.(0,7 6-2 C.(0,6-1 D.(,7 3-1【答案】D【解析】【分析】由题设易知四边形财叫为矩形,可得i M B F-Z d i M K i+z/n O,结合已知条件有a|MF,|(G -l)a,2 1 :即可求椭圆C的离心率的取值范围.=。2-2 0【详解】由椭圆的对称性知:INR HMEI,而|用6|+|M|=2 a,又卜忻用,即四边形M片”为矩形,
9、所以|M 入+|例|2=牝.2,则2|屿|2-4|岫|+42=牝2 且“在第一象限,整理得|M/s|2-2aMF2+2b2=0,=a2-2b20所 以 即|=“-”2-0,又需=f=黑褊J即四小“6-1)入 MF,=a-4a1-2b2 (-l)a 坨 2 1 ,c?r综上,整理得上 2a2-2c2 2 a2所 以 变 ew/-L2故选:D.【点睛】关键点点睛:由椭圆的对称性及矩形性质可得I MF212-2 a|MF21+2b2=0,由已知条件得到a|MF21 (6-1)4A 0进而得到椭圆参数的齐次式求离心率范围.2 1.已 知 双 曲 线 氏 -卫=1(。0,6 0)的左、右焦点分别是耳、尸
10、2,且旧月|=2,a b若产是该双曲线右支上一点,且满足归用=3归用,则P/谯 面积的最大值是()【答案】A【解析】【分析】根据已知条件,结合双曲线的定义求出|尸 耳|与|%|,然后在鸟中,利用余弦定理求出c osN f JP B,再根据面积公式及二次函数的知识即可求解.【详解】解:因为P是该双曲线右支上一点,所以由双曲线的定义有|耳|-|局=2 a,又忸 耳|=3|尸 闾,所以归周=3%归 闾=”,设 ”=0,所以 c os6 =匕Q q E =纪 二,2 x0 x3。3a2V J1 .Y_ 9 4。2 5 a4-2 0a2+4 _ /2 5丫,99所以(S PFF)xx3axsi n0 a
11、 1-=-4 a H K ,(2 J 4 I 9a4)I 8)1 6 1 6所以4 当且仅当/=?时等号成立,4o所 以 面 积 的 最 大 值是1,4故选:A.2 2.已知F是椭圆C:+=l的右焦点,点 彳2,苧)在C上,直线A尸与V轴交于点8,点户为上的动点,则 序.丽 的最小 值 为()【答案】C【解析】【分析】2 2 o 1c由题可得椭圆C:二+2=1,进而可得B 0,-*,利用向量数量积的坐标表示可得1 6 1 5 I 1)冈 丽=X;-2 玉)+为2 -,再结合条件及二次函数的性质即求.【详解】(啕2由题可得?3J,m 1 5/.m =6,即椭圆 C:+=1,1 6 1 5A F(
12、1,O),直线 AF 方程为 y =(x-l),设尸伍,儿),则至+4 =1,丽=2-知 乎-,方=-%,-笠-%1 0 1 5 1 L0 c 2 =xo _ 2 x()+为 -2 c i c 1 5 2 4 5x0-2 x0+1 5-V -=1(,。_ 6)一曰,X-4 x0 0 抱 0)的一条渐近线的方程为、=&,且过点(1 口,01blI 2,-2椭圆。2:0 +与=1 的焦距与双曲线C 1 的焦距相同,且椭圆C?的左、右焦点分别为 F2,过 点 线 的 直 线 交 于 A,B两点,若 点 则 下 列 说 法 中 正 确 的 有()A.双曲线G 的离心率为2B.双曲线G的实轴长为:C.点
13、B的横坐标的取值范围为D.点8的横坐标的取值范围为(-3,-1)【答案】A D【解析】【分析】A B.根据双曲线的一条渐近线的方程为 =瓜,和过点求解判断;C D.易知椭圆焦点耳(-1,0),6(1,0),不妨设A(l,y)(x 0),设直线A B的方程为y =,(x +l),与椭圆方程联立,利用韦达定理求解.【详解】2 2双曲线G:=-与=1(4 0,40)的一条渐近线的方程为y =,4-垃则可设双曲线G 的方程为/一 片=2,过点(1,小,.1 一=义,解得4 =3 2=,即 丁-至-1,3 4 4可知双曲线G 的离心率0=2,实轴的长为1,故选项A 正确,选 项 B错误;a Q 2 2由
14、 泻 =1,可知椭圆。2:方=1 的焦点片(-1,0),位(1,0),不妨设A(l,x)(y 0),代入得!+*=1,./上,a b a b ab2 z2y=(x+i)直线A B的方程为y =(x +l),联立|J。,2aIxK +铲y消去)并整理得(+3 卜2+2(/-1 卜-3/-1 =0,根据韦达定理可得卜/=-岩,可得XB=-3 +滔%,Q又片 1,/./+3 4,1 -2,:.-3XB 0)的焦点为 R W/:(2+/t)x+(-2 x/3 2)y+4A-7=0与抛物线C 交于4 8 两点,当直线/经过点尸时,|AF|=3忸耳.设圆尸为以点尸为圆心,。下为半径的圆(。为坐标原点),则
15、下列说法正确的是()A.抛物线的C 的方程为丁=4xB.直线/截圆尸的弦长的最小值为gC.直线/截圆F 的弦长的最大值为2D.当2=3 时,|AF|+|班1取到最小值【答案】ACD【解析】【分析】对于选项A:判断出直线/过定点网2,旬.设直线/的倾斜角为凡 由|叫=3|明 可 得1 ,/3 0 7 TCOS=-,即可得eg利用斜率 =解得:P=2,即可得抛物线。的方2程;对于选项B:判断出点P在 圆/外,可得直线/截圆尸的弦长的最小值为0;对于选项C:直线/截圆厂的弦长取到最大值为圆尸的直径;对于选项D:设点4,8的坐标为(4,无),(孙 丹),表示出AF+BF=xi+x2+p=4r -2y/
16、3m+6,利用二次函数求最值.【详解】对于选项A:直线/:(2+/1)+(6 2 6 2)丫 +4/1 7 =0,可化为:2 x-2百y+4+2x+石y-7=0,所以直线/过定点P(2,6).设直线/的倾斜角为。,贝IJ有网、二。忸目I:,且由|AF|=3|明 可 得cosO=(即可得0 =.点F的坐标(n ,兀为(5,0,所以,二 工7小狗号,解得:P=2,即可得抛物线C的方程为2=以,故选、2项A成立;对于选项B:可得圆尸的方程为(*-1丫 +/=1,因为点P在圆尸外,可得直线/截圆厂的弦长的最小值为0,故选项B错误;对于选项C:当直线/经过点尸时,此时直线/截圆尸的弦长取到最大值,最大值
17、为圆厂的直径P=2,故选项C成立;对于选项D:由/过定点产,可设直线/为x=?(y-W)+2,设点4,8的坐标为(孙 匕),(范,/),联立 )nJ W y2-4/ny+in-8=0 .I y2=4x,根据韦达定理可得/+%=4m,AF+BF=xt+x2+p =4m2-2y/3m+6,当机=3时,网+阚 取 到 最小值为?,此时;1 =,,故选项D成立.故选:ACD.2 6.已知椭圆C:E+=1的左、右焦点为耳、用,点M为椭圆上的点(M不在x轴上),则3 2下列选项中正确的是()A.椭圆C的长轴长为2KB.椭圆C的离心率e=gC.的周长为2G+2D.砥 丽 的 取 值 范 围 为 1,2)【答
18、案】A C【解析】【分析】根据椭圆的方程,求出。,b,c,判断A,B,C的正误,对于D,设出,表示 出 砥.丽的解析式,求出其范围,判断正误即可.【详解】2 2.椭圆 C:土+匕=1,/./=3 =2,/=1,3 2a=6,b =y/2,c =1 ,椭圆的长轴长为2 a=26,故A正确,椭圆的离心率e=3,故B错误,a 3 M 6鸟的周长为:|叫+|用段+|4川=勿+2。=26+2,故C正确,设 M(x,y)(y x O),则一石 且 耳(后 0),居(疯0),故丽=卜#_3),丽=又 上+=1,则炉-3 =-?,3 2 2故 函.丽=/_ 3+,2,.0 y 辍以二-1 -;y 2 0)的左
19、右焦点分别为 ,F2,过点”的直线/交椭圆于44 b-B 两 点.若|伍|+怛闾的最大值为5,则下列说法正确的是()A.椭圆的短轴长为2万B.当|破|+|跖|取最大值时,|伍|=|明|C.离心率为gD.|A B|的最小值为2【答案】A B C【解析】【分析】由椭圆定义有忸闾+|和|+|明=4 a,结合已知确定|明的最小值并确定此时A B的位置,即可判断D、B的正误,此时设4卜1),结合椭圆方程及参数关系求短轴长,即可判断A、C的正误.【详解】由题意知:a=2,则 网|+阿+|期=4 =8,又|他|+忸国的最大值为5,易知|他 的最小值为3,故D错误;当_L x轴时|明 取 最 小值,此时|A&
20、+忸闾取得最大值,|伍|=忸玛|,故B正确;不妨设将/代入椭圆方程得J+京=i,c2=a2-b2=4-b2,故土4-2A2+二Q=1,即1_h幺2 9+=1,所 以Q 义=h22,解得匕=行r-,所以椭圆的短轴长为2白r-,4 4b2 4 4h2 4 4故A正确;(、1因为4 =2,8=石,所以c=l,所以离心率e=彳,故C正确.a 2故选:AB C.2 9.已知椭圆*+g =l(a 0)的左、右焦点分别为、工,长轴长为4,点尸(1)在椭圆内部,点。在椭圆上,则以下说法正确的是()A.离心率的取值范围为(0,g)B.当离心率为正时,I Q EI +I Q P I的最大值为4 +包42C.存在点
21、Q使 得 西 窈=0D,Q Ft|+Q F21的最小值为1【答案】B D【解析】【分析】根据点尸在椭圆内部求得b的范围,从而解得离心率范围即可判断A;由 离 心 率 求 得Ac,再利用椭圆定义,数形结合求得I 2 6 I +I Q P I的最大值;根 据 函 的=0可得|Q 2|=c,结合选项A中所得瓦c的范围即可判断;利用均值不等式以及椭圆定义,即可求 得 焉+焉 的最小值.【详解】因为长轴长为4,所以2a=4,即。=2;因为点尸(0,1)在椭圆内部,2 1所 以/+1,又b a,故可得走6。,所以不存在Q使 得 砒 西=0,故C不正确;1 1 QF.QFA对于选项D:由基本不等式可得(IQ
22、6I+I筑 供 函+西)=2+岗+弱“,当且仅当|QE|=|QR|时取得等号.又IQZ I+IQ5 1=4,所 以 焉+而 上,故D正确.I I I 2 r21综上所述:正确的选项是:B D.故选:B D.3 0.已知线段A 3 是圆C:(x-i y+(y-3)2=4 的一条动弦,G为弦A B 的中点,|AB|=26,直线4:g-y+3.+1=0 与直线4h+缈+3?+1 =0 相交于点尸,下列说法正确的是()A.弦 A 3的中点轨迹是圆B.直线/的交点P在定圆(x +2 y+(y +l)2=2 上C.线段PG长的最大值为6+6D.丽丽的最小值18-86【答案】A C D【解析】【分析】设G(
23、%,%),由已知结合垂径定理求得G的轨迹判断A;联立两直线方程消去加判断8;由选项A、B及两圆的位置关系判断C;由数量积运算结合选项C 求得数量积的最小值判断D.【详解】对于选项/:设。(/,九),因为|4 川=2 道,G为弦A 8 的中点,所以|G 8|=6.而C:(x-i y+(y 3)2=4,半径为2,则圆心到弦A B的距离为|C G|=旧 不 同=1.又圆心 C(l,3),所以(%-I 7 +(%3)2=1,即弦A 3中点的轨迹是圆,故选项/正确;对于选项8:twc-y+3m+=0,%+初)+3 m+1 =0消去也可得,得(x+2 p+(y+l)2=5,选项8不正确;对于选项C:由选项
24、/知,点G的轨迹方程为:(x-i y+(y-3)2=l,又由选项5 知,点尸的轨迹方程为:(x+2 y+(y +l)2=5,所以G(L3)M=1,R(_ 2,T),4=,线段|P G l a =|/G,|+/i+r,=J(l +2)2+(3 +1)2 +1 +石=6 +新,故选项 C 正确;对于选项:PA PB=(P G +GAj(P G +G B)=P G2+P G(GA+G B)+GA GB=P G2+P G 0-G B2=P G2-3.故(苏 方)=(所:3),/m i n /m i n山选项 C 知,|P G|n i i n=麻|_弓 _4 =J(l+2)2+(3+1-I-#=4-5所
25、 以(丽方)=(4-石 丫-3 =1 8-8石,故 选 项D正确.故 选:A C D.三、填空题2 23 1 .双 曲 线C:-与=l(a 0,6 0),P为 双 曲 线C上的一点,若 点 尸 到 双 曲 线C的两条渐a b近 线 的 距 离 之 积 为1,则双曲线的半焦距c的取值范围.【答 案】+8)【解 析】【分 析】分别求得尸到两条渐近线的距离分别为4 =岁,一 日,出=y/a2+b2阶+时y ja2+b2根据题意列出方程,结合双曲线的方程及基本不等式得到1 即可求解.【详 解】2 2由题意,双曲线可得其渐近线方程 为 叱 心。,设P(x,y),可得点尸到两条渐近线的距离分别为4 =一
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