解析幾何最值問題,歷來是新課標高考的重要考點.此類問題涉及的知識面較廣,解法靈活多變.常常令考生“望題興嘆”.那么,破解這類問題有何良方?總體上說,主要有兩種方法:一是利用幾何法,即通過利用曲線的定義、幾何性質以及平面幾何中的定理、性質等進行求解;二是利用代數法,即把要求最值的幾何量或代數表達式表示為某個(些)參數的函數(解析式),然后利用函數方法、不等式方法等進行求解.下文舉例說明,供同學們參考.
一、利用定義,直奔主題
例1已知雙曲線C的兩個焦點分別為F1(-2,0),F2(2,0),雙曲線C上一點P到F1,F2的距離差的絕對值等于2.
(1)求雙曲線C的標準方程;
(2)已知定點G(1,2),點D是雙曲線C右支上的動點,求|DF1|+|DG|的最小值.
解析:(1)依題意,得雙曲線C的實半軸長為a=1,半焦距為c=2,
所以其虛半軸長b=c2-a2=3.
又其焦點在x軸上,所以雙曲線C的標準方程為x2-y23=1.
(2)由已知,得|DF1|-|DF2|=2,即|DF1|=|DF2|+2,
所以|DF1|+|DG|=|DF2|+|DG|+2≥|GF2|+2,當且僅當G,D,F2三點共線時取等號.
因為|GF2|=(1-2)2+22=5,所以|DF2|+|DG|+2≥|GF2|+2=5+2,
故|DF1|+|DG|的最小值為5+2.
評注:利用曲線的定義,不僅可以求曲線方程,還可以將圓錐曲線最值問題轉化為幾何問題處理.
二、函數思想,為你著想
例2已知拋物線C的頂點為C(0,0),焦點F(0,1).
(1)求拋物線C的方程;
(2)過點F作直線交拋物線C于A,B兩點.若直線AO與BO分別交直線l:y=x-2于M,N兩點,求|MN|的最小值.
解析:(1)由已知可得拋物線的方程為:x2=2py(p>0),且p2=1p=2,
所以拋物線方程是:x2=4y.
(2)設A(x1,x214),B(x2,x224),所以kAO=x14,kBO=x24,所以AO的方程是:y=x14x,
由y=x14xy=x-2,∴xM=84-x1,
同理由y=x24xy=x-2,∴xN=84-x2,
所以|MN|=1+12|xM-xN|
=2|84-x1-84-x2|
=82|x1-x216-4(x1+x2)+x1x2|(1)
設AB:y=kx+1,由y=kx+1x2=4y,∴x2-4kx-4=0,∴x1+x2=4kx1x2=-4,
且|x1-x2|=(x1+x2)2-4x1x2=4k2+1,代入(1)得,
|MN|=82|4k2+116-16k-4|=82k2+1|4k-3|,
設4k-3=t≠0,∴k=3+t4,
①當t>0時,|MN|=8225+t2+6t4t
=221+25t2+6t≥22,
所以|MN|的最小值是22;
②當t<0時,
|MN|=8225+t2+6t4t=221+25t2+6t=22(5t+35)2+1625≥22×45=825,
所以|MN|的最小值是825,此時t=-253,k=-43;
綜上所述,|MN|的最小值是825.
評注:函數法是研究數學問題……