题目内容

如图,已知椭圆=1(2≤m≤5),过其左焦点且斜率为1的直线与椭圆及其准线的交点从左到右的顺序为A、B、C、D,设f(m)=||AB|-|CD||.

(1)求f(m)的解析式;

(2)求f(m)的最值.

答案:
解析:

  解:(1)设椭圆的半长轴、半短轴及半焦距依次为a、b、c,则a2=m,b2=m-1,c2=a2-b2=1.

  ∴椭圆的焦点为F1(-1,0),F2(1,0).

  故直线的方程为y=x+1.

  又椭圆的准线方程为x=±,即x=±m.

  ∴A(-m,-m+1),D(m,m+1).考虑方程组消去y,得(m-1)x2+m(x+1)2=m(m-1).

  整理得(2m-1)x2+2mx+2m-m2=0,

  Δ=4m2-4(2m-1)(2m-m2)=8m(m-1)2

  ∵2≤m≤5,

  ∴Δ>0恒成立.xB+xC

  又∵A、B、C、D都在直线y=x+1上,

  ∴|AB|=|xB-xA|==(xB-xA,|CD|=(xD-xC).

  ∴||AB|-|CD||=|xB-xA+xD-xC|=|(xB+xC)-(xA+xD)|.

  又∵xA=-m,xD=m,∴xA+xD=0.

  ∴||AB|-|CD||=|xB+xC

  =|(2≤m≤5).

  故f(m)=,m∈[2,5].

  (2)由f(m)=,可知f(m)=

  又2≤2≤2-

  ∴f(m)∈[].

  故f(m)的最大值为,此时m=2;

  f(m)的最小值为,此时m=5.


提示:

本题主要考查利用解析几何的知识建立函数关系式,并求其最值,体现了圆锥曲线与代数间的科间综合.要运用到直线与圆锥曲线的交点,韦达定理,根的判别式,利用单调性求函数的最值等知识.第(1)问中,若注意到xa、xD为一对相反数,则可迅速将||AB|-|CD||化简.第(2)问,利用函数的单调性求最值是常用方法,在第(1)问中,要注意验证当2≤m≤5时,直线与椭圆恒有交点.


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