原题(回忆版): 已知双曲线的中心在原点O,左焦点为F(-2, 0)。设点P为双曲线右支上的任意一点,让你求向量 OP 点乘向量 FP 的取值范围。
核心思路(三步走):
1. 先求双曲线方程:
给了左焦点F(-2, 0),意味着c=2。再根据双曲线标准方程 `x²/a²
2. 把向量运算转化成坐标运算:
设P点坐标为 `(x₀, y₀)`,且P在右支上,所以 `x₀ ≥ √3`。
向量 OP = `(x₀, y₀)`,向量 FP = `(x₀ + 2, y₀)`。
它们的数量积 OP · FP = `x₀(x₀+2) + y₀²` 。
3. 消元,变成二次函数求最值:
关键一步:因为P点在双曲线上,所以满足方程 `x₀²/3
从这个式子能解出 `y₀² = x₀²/3
把它代入上面的数量积式子:
OP · FP = `x₀² + 2x₀ + (x₀²/3
这就变成了关于 `x₀` 的二次函数,且 `x₀ ≥ √3`。
这个二次函数的对称轴是 `x₀ = -3/4`,开口向上,所以在 `x₀ ≥ √3` 的区间内是单调递增的。
当 `x₀ = √3` 时,数量积取得最小值。把 `x₀ = √3` 代进去算,最小值就是 `3 + 2√3`。
因为 `x₀` 可以无限大,所以数量积没有最大值,取值范围就是 `[3 + 2√3, +∞)` 。
蒙题/应试口诀(针对这类向量范围题):
“先列方程再设点,向量坐标化,条件(曲线方程)往里代,函数范围马上来。” 核心就是把几何问题转化成函数求最值问题,这是解析几何压轴题的常考套路。