《参数方程在最值中的应用》参数方程在最值中的应用 - 人教版高考数学复习数学知识点练习 - 读趣百科

《参数方程在最值中的应用》参数方程在最值中的应用

1单选题

若动点(x,y)在曲线$\frac {x}{4}$+$\frac {y}{b}$=1(b>0)上变化,则x+2y的最大值为(  )

题目答案

A

答案解析

分析:

本题可以直接借助于椭圆方程把x_用y表示,从而得到一个关于y的二次函数,再配方求最值;这里用椭圆的参数方程求解

解答:

解:记x=2cosθ,y=bsinθ,x+2y=4cos_θ+2bsinθ=f(θ),

f(θ)=-4sin_θ+2bsinθ+4=-4(sinθ-$\frac {b}{4}$)_+$\frac {b}{4}$+4,sinθ∈[-1,1]

若0<$\frac {b}{4}$≤1⇒0<b≤4,则当sinθ=$\frac {b}{4}$时f(θ)取得最大值$\frac {b}{4}$+4;

若$\frac {b}{4}$>1⇒b>4,则当sinθ=1时f(θ)取得最大值2b,

故选A.

点评:

本题考查的是椭圆的性质及椭圆的参数方程,可以从不同角度寻求方法求解,本题用了椭圆的参数方程结合三角函数的最值进行求解.

2单选题

设a,b∈R,a_+2b_=6,则a+b的最小值是(  )

A
-2$\sqrt {2}$
B
-$\frac {5$\sqrt {3}$}{3}$
C
-3
D
-$\frac {7}{2}$

题目答案

C

答案解析

分析:

首先分析由式子a_+2b_=6,可以考虑设成包含三角函数的参数方程$\left\{\begin{matrix}a=$\sqrt {6}$cosθ \ b=$\sqrt {3}$sinθ \ \end{matrix}\right.$,然后代入a+b化简求值,再根据三角函数的最值问题求解即可得到答案.

解答:

解:因为a,b∈R,a_+2b_=6

故可设$\left\{\begin{matrix}a=$\sqrt {6}$cosθ \ b=$\sqrt {3}$sinθ \ \end{matrix}\right.$.θ⫋R.

则:a+b=$\sqrt {6}$cosθ+$\sqrt {3}$sinθ =3sin(θ+α),

再根据三角函数最值的求法可直接得到a+b的最小值是-3.

故选C.

点评:

此题主要考查参数方程求最值的思想.对于此类题目如果应用基本不等式行不通的时候,可以考虑参数方程的方法,有一定的技巧性,属于中档题目.

3填空题

已知x,y∈R_,4x+9y_=36,则x+2y的最大值等于

填空题答案仅供参考

题目答案

5

答案解析

分析:

化椭圆的方程为参数方程$\left\{\begin{matrix}x=3cosθ \ y=2sinθ \ \end{matrix}\right.$,其中θ∈(0,$\frac {π}{2}$),可得x+2y=3cosθ+4sinθ=5sin(θ+φ),由三角函数最值可得.

解答:

解:∵x,y∈R_,4x+9y_=36,

∴$\frac {x}{9}$+$\frac {y}{4}$=1,为椭圆的方程

化为参数方程可得$\left\{\begin{matrix}x=3cosθ \ y=2sinθ \ \end{matrix}\right.$,其中θ∈(0,$\frac {π}{2}$),

∴x+2y=3cosθ+4sinθ=5sin(θ+φ),其中tanφ=$\frac {3}{4}$

由三角函数可知当5sin(θ+φ)=1时,x+2y取最大值5

故答案为:5

点评:

本题考查椭圆的参数方程,涉及三角函数的运算,属基础题.

4单选题

设P(x,y)是椭圆$\frac {x}{9}$+$\frac {y}{4}$=1上的一点,则2x-y的最大值是(      )

A
4$\sqrt {3}$
B
2$\sqrt {3}$
C
$\sqrt {6}$
D
2$\sqrt {10}$

题目答案

D

答案解析

分析:

首先,设2x-y=a,联立方程组$\left\{\begin{matrix}y=2x-a \ 4x+9y_=36 \ \end{matrix}\right.$,消去y,并整理,得40x-36ax+9a_-36=0,然后,结合判别式进行求解.

解答:

解:设2x-y=a,

联立方程组$\left\{\begin{matrix}y=2x-a \ 4x+9y_=36 \ \end{matrix}\right.$,

消去y,并整理,得

40x-36ax+9a_-36=0,

∴△=-a_+40≥0,

∴-2$\sqrt {10}$≤a≤2$\sqrt {10}$,

故答案为:2$\sqrt {10}$,所以选D.

点评:

本题重点考查了直线与椭圆的位置关系,椭圆的基本性质等知识,属于中档题.

5填空题

设a,b∈R,若a_+b_=5,求a+2b的最小值为

填空题答案仅供参考

题目答案

-5

答案解析

分析:

根据所给的圆的标准方程,写出圆的参数方程,把要求的代数式写成关于三角函数的式子,根据辅助角公式进行整理,得到当正弦值等于-1时,代数式取到最小值.

解答:

解:∵a_+b_=5,

∴a=$\sqrt {5}$cosθ,b=$\sqrt {5}$sinθ,θ∈[0,2π)

∴a+2b=$\sqrt {5}$cosθ+2$\sqrt {5}$sinθ

=5($\frac {$\sqrt {5}$}{5}$cosθ +$\frac {2$\sqrt {5}$}{5}$sinθ)

=5sin(θ+α)

∴当sin(θ+α)=-1时,a+2b的最小值为-5,

故答案为:-5

点评:

本题考查圆的参数方程,注意本题在解答时要注意参数的取值范围,后面要在这个范围内求解三角函数的最小值.

6单选题

已知点P的极坐标为(2,$\frac {π}{2}$),曲线C的极坐标方程为ρ=-4cosθ,过点P的直线l交曲线C于M、N两点,|PM|+|PN|的最大值为(      )

A
2
B
3$\sqrt {3}$-1
C
4$\sqrt {2}$
D
$\frac {$\sqrt {3}$}{3}$

题目答案

C

答案解析

分析:

先把曲线C的极坐标方程化为直角坐标方程,再写出直线的参数方程,将直线的参数方程代入曲线C的方程,可得 t_+4t(sinθ+cosθ)+4=0,由根与系数的关系可得|PM|+|PN|的表达式,最后利用三角函数的性质求得结果.

解答:

解:P的直角坐标为(0,2)…(2分)

曲线C的直角坐标方程为x+y+4x=0…(4分)

直线l的参数方程为$\left\{\begin{matrix}x=tcosθ \ y=2+tsinθ \ \end{matrix}\right.$…(6分)

代入曲线C的方程t_+4t(sinθ+cosθ)+4=0…(8分)

∵t$_1$t$_2$=4>0,

∴|PM|+|PN|=|t$_1$|+|t$_2$|=|t$_1$+t$_2$|=|4(sinθ+cosθ)|≤4$\sqrt {2}$,所以选C.(12分)

点评:

本题主要考查直线的参数方程,参数的几何意义,把极坐标方程化为直角坐标方程的方法,直线和圆的位置关系,属于基础题.

7单选题

若实数x,y满足x+4y_=4,则$\frac {xy}{x+2y-2}$的最大值为(  )

A
$\frac{1-\sqrt{2}}{2}$
B
1-$\sqrt{2}$
C
$\frac{1+\sqrt{2}}{2}$
D
1+$\sqrt{2}$

题目答案

C

答案解析

分析:

先根据实数x,y满足x+4y_=4,利用三角换元法:设x=2cosθ,y=sinθ,代入$\frac {xy}{x+2y-2}$化简,最后利用三角函数的性质即可得出$\frac {xy}{x+2y-2}$的最大值.

解答:

解:∵实数x,y满足x+4y_=4,

∴设x=2cosθ,y=sinθ,

则$\frac {xy}{x+2y-2}$=$\frac {2cosθsinθ}{2cosθ+2sinθ-2}$=$\frac {(sinθ+cosθ)_-1}{2(sinθ+cosθ-1)}$=$\frac {sinθ+cosθ+1}{2}$=$\frac {$\sqrt {2}$}{2}$sin(θ+$\frac {π}{4}$)+$\frac {1}{2}$,

∴当θ=$\frac {π}{4}$时,$\frac {xy}{x+2y-2}$取最大值为$\frac {1+$\sqrt {2}$}{2}$.

故选C.

点评:

本小题主要考查二元函数最值的求法、三角函数的性质等基础知识,考查运算求解能力与转化思想.属于中档题.

8单选题

过椭圆$\frac {x^{2}}{9}$+$\frac {y^{2}}{4}$=1上一点H作圆x+y_=2的两条切线,点A,B为切点,过A,B的直线l与x轴,y轴分布交于点P,Q两点,则△POQ面积的最小值为(  )

A

$\frac {1}{2}$

B

$\frac {4}{3}$

C

1

D

$\frac {2}{3}$

题目答案

D

答案解析

分析:

由点H在椭圆$\frac {x^{2}}{9}$+$\frac {y^{2}}{4}$=1上,知H(3cosθ,2sinθ),由过椭圆$\frac {x^{2}}{9}$+$\frac {y^{2}}{4}$=1上一点H(3cosθ,2sinθ)作圆x+y_=2的两条切线,点A,B为切点,知直线AB的方程为:(3cosθ)x+(2sinθ)y=2,由此能求出△POQ面积最小值.

解答:

解:∵点H在椭圆$\frac {x^{2}}{9}$+$\frac {y^{2}}{4}$=1上,∴H(3cosθ,2sinθ),∵过椭圆$\frac {x^{2}}{9}$+$\frac {y^{2}}{4}$=1上一点H(3cosθ,2sinθ)作圆x+y_=2的两条切线,点A,B为切点,∴直线AB的方程为:(3cosθ)x+(2sinθ)y=2,∵过A,B的直线l与x轴,y轴分布交于点P,Q两点,∴P($\frac {2}{3cosθ}$,0),Q(0,$\frac {1}{sinθ}$),∴△POQ面积S=$\frac {1}{2}$×$\frac {2}{3cosθ}$×$\frac {1}{sinθ}$=$\frac {2}{3}$×$\frac {1}{sin2θ}$,∵-1≤sin2θ≤1,∴当sin2θ=1时,△POQ面积取最小值$\frac {2}{3}$.

点评:

本题考查三角形面积的最小值的求法,具体涉及到椭圆、圆、直线方程、三角函数、参数方程等基本知识点,解题时要认真审题,注意等价转化思想的合理运用.

9单选题

已知直线l的参数方程为$\left\{\begin{matrix}x=4-2t \\ y=t-2 \ \end{matrix}\right.$(t为参数),P是椭圆$\frac {x}{4}$+y2=1上任意一点,点P到直线l的距离的最大值是(      )

A

3

B

3$\sqrt {5}$-2

C

3$\sqrt {3}$

D

$\frac {2\sqrt {10}}{5}$

题目答案

D

答案解析

分析:

把参数方程化为普通方程,求出点P到直线l的距离d=$\frac {2\sqrt {2}| sin(θ+\frac {π}{4})|}{\sqrt {5}}$,令 θ=kπ+$\frac {π}{4}$,即得d 的最大值.

解答:

解:直线l的参数方程为$\left\{\begin{matrix}x=4-2t \\ y=t-2 \end{matrix}\right.$,(t为参数)故直线l的普通方程为x+2y=0.因为P为椭圆 $\frac {x^{2}}{4}$+y2=1上任意点,故可设 P(2cosθ,sinθ) 其中 θ∈R.因此点P到直线l的距离是 d=$\frac {|2cosθ+2sinθ|}{\sqrt {1+4}}$=$\frac {2\sqrt {2}| sin(θ+\frac {π}{4})|}{\sqrt {5}}$,故当 θ=kπ+$\frac {π}{4}$ 时,d 取得最大值


$\frac {2\sqrt {2}| sin(kπ+\frac {π}{4}+\frac {π}{4})|}{\sqrt {5}}$=$\frac {2\sqrt {10}}{5}$,所以选D.

点评:

本题考查把参数方程化为普通方程的方法,点到直线的距离公式的应用,正弦函数的最值.求出点P到直线l的距离d=$\frac {2\sqrt {2}| sin(θ+\frac {π}{4})|}{\sqrt {5}}$,是解题的关键.