求解圆锥曲线中“范围问题”的几条有效途径马清芹解析几何中,确定圆锥曲线的某种量的取值范围问题,涉及面广,综合性强,条件双大多比较隐蔽,因而许多学生对求解此类问题感到困难。发现参数之间的不等量关系是解决此类问题的关键。下面谈一谈解决此类问题的几种有效途径。1利用题设中的条件求解例1(2000年全国高考题)如图1,已知梯形ABCD中|AB|=2|CD|,点E分有向线段所成的比为λ,双曲线过C,D,E三点,且以A,B为焦点。当进,求双曲线离心率e的取值范围。解如图1,以AB的垂直平分线为y轴,直线AB为x轴,建立的直角坐标系xOy,则CD//x轴。因为双曲线经过点C,D,且以A,B为焦点,由双曲线的对称性知C,D关于y轴对称。依题意,记,其中为双曲线的半焦距,h为梯形的高。由定比分点坐标公式,得设双曲线的议程为。则离心率。由点C,E在双曲线上,将点C,E的坐标和代入双曲线议程分别得(1)(2)由(1)式得(3)将(3)代入(2)式,整理得。故.由题设,解得。即双曲线的离心率的取值范围为。2利用圆锥曲线的定义和性质求解例2A是椭圆长轴的一个端点,O是椭圆的中心,若椭圆上存在一点P,使,则椭圆离心率的范围是_________.解设椭圆,以OA为直径的圆:。两式联立消y得,即方程。由题设,此方程有一解,一解为a,由韦达定理得。,,解之得。3利用韦达定理和判别式求解例3求使抛物线c:上有不同的两点关于直线l:对称的实数a的取值范围。解设点是抛物线c上关于直线l对称的两点,直线AB的方程为。由消去y得(1)∵,方程(1)有两个不等实数根,∴(2)又设AB的中点为,由(1)得∵点M在l上,∴。可得,代入(2)得。4利用点与曲线的位置关系求解例4同例3。解设点在抛物线c上,且点A和点B关于直线l对称,则有(2)-(1)得,将(3)代入即有(5)将(5)代入(4)得。∴弦AB的中点坐标为。∵弦AB的中点在抛物线c的内部,∴,解之得或a<0(与题设不合,舍去),故。5利用数形结合求解例5(2000年全国高考题)椭圆的焦点为,点P为其上的动点,当为钝角时,点P的横坐标的取值范围是___________。解以O为圆心,的长为半径作圆,与椭圆联立,解得两曲线交点的横坐标分别为。由圆的知识可知点P在椭圆的AB或CD弧线(在辅助圆内)上时,为钝角,故点P横坐标的取值范围是。6利用不等式的性质求解例6(1997年全国高考题)已知圆满足:①截y轴秘得的弦长为2;②被x轴分成两段圆弧,其弧长的比为3:1,在满足条件①、②的所有圆中,求圆心到直线l:x-2y=0的距离最小的圆的方程。解设圆心为P(a,b),半径为r,则点P到x轴、y轴的距离分别为|b|,|a|,由题设知圆P截x轴所得的弦长为,故。又圆P截y轴所得的弦长为2,所以有,从而有。又点P(a,b)到直线的距离为,所以。当且仅当a=b时,d取最小值。又有,解得a=1,b=1,或a=-1,b=-1。由得。∴所求圆的方程为,或。7利用函数的单调性求解例7(1990年全国高考题)设椭圆的中心是坐标原点,长轴在x轴上,离心率,已知点P(0,)到这个椭圆上的点的最远距离是,求这个椭圆的方程,并求出椭圆上到点P的距离等于的点的坐标。解设椭圆的方程为,设椭圆上的点(x,y)到点P的距离为d,则若,则当y=-b时,矛盾。若,则当∴b=1,a=2,所求椭圆方程为,所求点为。