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椭圆中最大值、最小值问题的常用方法 人教选修

解决与椭圆有关的最值问题除可利用椭圆的参数方程外,以下几种方法也是常用的.

[例5]已知x,yR,且x,y满足方程x2+4y2=1,试求f(x,y)=3x+4y的最大值、最小值.

分析:将所求f(x,y)=3x+4y经过令z=f(x,y)变形为y=,而是直线在y轴上的截距,再根据A(x,y)是x2+4y2=1上的点,故可采用判别式法去解决.

解:

①代入②中,得

13x2-6zxz2-4=0

∴Δ=36z2-4×13(z2-4)≥0

∴-z

∴3x+4y的最大值为,最小值为-.

注意:直线-3x±=4y是椭圆的斜率为-的两条切线.

[例6]已知椭圆x2+2y2=98及点p(0,5),求点p到椭圆距离的最大值与最小值.

分析:以(0,5)为圆心,内切于椭圆的圆半径为r1,即点p到椭圆的最小值,以(0,5)为圆心外切于椭圆的圆的半径为r2,即点p到椭圆的最大值.

解:∵02+2×52<98

∴点(0,5)在椭圆内部

设以(0,5)为圆心和椭圆相切圆的方程为:

x2+(y-5)2=r2 ①

将椭圆方程x2+2y2=98代入①中,得

r2=-(y+5)2+148(-7≤y≤7)

∴当y=-5时,rmax2=148

即:rmax=2

y=7时,rmin2=4,

rmin=2

注意:本题的解法称为辅助圆法.

[例7]求定点Aa,0)到椭圆上的点之间的最短距离.

解:设Bx,y)为椭圆上任意一点.

∴|AB|2=(x-a2y2=(x-a)2+1-

∴|AB|2=(x-2a)2+1-a2

x∈[-,]

若|a|≤,则x=2a时,

|AB|min=

a,则x=时,

|AB|min=|a-|

a<-,则x=-时,

|AB|min=|a|

注意:本题解法是函数法.

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