离心率的取值范围的求法
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求离心率的范围问题求离心率范围的方法 一、建立不等式法:1.利用曲线的范围建立不等关系。
2.利用线段长度的大小建立不等关系。
F 1,F 2为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,P 为椭圆上的任意一点,PF 1|∈[a -c ,a +c ];F 1,F 2为双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,P 为双曲线上的任一点,|PF 1|≥c -a .3.利用角度长度的大小建立不等关系。
4.利用题目不等关系建立不等关系。
5. 利用判别式建立不等关系。
6.利用与双曲线渐近线的斜率比较建立不等关系。
7.利用基本不等式,建立不等关系。
二、函数法:1. 根据题设条件,如曲线的定义、等量关系等条件建立离心率和其他一个变量的函数关系式;2.通过确定函数的定义域;3.利用函数求值域的方法求解离心率的范围.练习利用曲线的范围建立不等关系1.F 1,F 2是椭圆x 2a 2+y2b 2=1(a>b>0)的左、右焦点,若椭圆上存在点P ,使∠F 1PF 2=90°,求椭圆的离心率的取值范围.2.A 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∠OPA = , 则椭圆离心率的范围是_________.3.设12,F F 为椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的左、右焦点,且12||2F F c =,若椭圆上存在点P 使得212||||2PF PF c ⋅=,则椭圆的离心率的最小值为( )A .12B .13 C.2 D.32π4.5.设F 1(-c ,0),F 2(c ,0)分别是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,若在直线x =a 2c上存在点P ,使线段PF 1的中垂线过点F 2,则椭圆离心率的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,22 B.⎝⎛⎦⎥⎤0,33 C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫22,1 D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫33,1 6.已知点()()000,P x y x a ≠±在椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>上,若点M 为椭圆C 的右顶点,且PO PM ⊥(O为坐标原点),则椭圆C 的离心率e 的取值范围是( )A .⎛ ⎝⎭B .()0,1C .⎫⎪⎪⎝⎭D .⎛ ⎝⎭利用线段长度的大小建立不等关系7. 设点P 在双曲线)0b ,0a (1by a x 2222>>=-的右支上,双曲线两焦点21F F 、,|PF |4|PF |21=,求双曲线离心率的取值范围。
离心率及范围计算离心率是一种描述椭圆形的形状和偏心程度的量,它是地球轨道力学中非常重要的一个参数。
在物理学、工程学和天体力学中都有广泛的应用。
离心率的计算公式如下:e=(r_a-r_p)/(r_a+r_p)其中,e是离心率,r_a是椭圆的远地距离,r_p是椭圆的近地距离。
离心率的取值范围在0到1之间。
当离心率为0时,代表一个圆形轨道,对应于圆心在椭圆焦点上的圆。
当离心率接近于1时,轨道是一个非常扁平的椭圆,对应于椭圆焦点之间的一个狭长的椭圆。
离心率的计算可以通过多种方法进行。
以下将介绍两种常用的计算方法。
第一种方法是使用轨道的速度和半径来计算离心率。
假设v是轨道上其中一点的速度,r是该点到轨道中心的距离。
根据机械能守恒定律,有以下公式:v^2=GM(2/r-1/a)其中,G是万有引力常数,M是中心物体的质量,a是轨道的半长轴。
通过解以上方程,可以得到a。
同时,根据质心定理,有以下公式:r_p=a(1-e)r_a=a(1+e)将这两个方程代入离心率的计算公式中,可以得到离心率e。
第二种方法是使用轨道的半长轴和半短轴来计算离心率。
假设a是轨道的半长轴,b是轨道的半短轴,则有以下公式:e = sqrt(1 - (b^2 / a^2))通过测量半长轴和半短轴的长度,可以计算出离心率e。
离心率的计算在航天工程和天体力学中具有重要的应用。
例如,在航天探测器的轨道设计中,离心率的取值会影响探测器对地面目标的覆盖范围和传输时间。
此外,离心率还可以用来描述天体运动的稳定性和周期性。
总结起来,离心率是一种重要的参数,用于描述椭圆形的形状和偏心程度。
它的计算可以通过测量轨道的速度、半径或者半长轴和半短轴来进行。
离心率的取值范围在0到1之间,对应于不同形状和偏心程度的轨道。
离心率的计算在航天工程和天体力学中具有广泛的应用。
离心率e的取值范围-回复离心率e是描述椭圆轨道的一个重要参数,用来度量椭圆形状的“挤扁”程度。
在天文学中,离心率的取值范围非常广泛,从0到1都有可能出现,甚至可以超过1。
首先,让我们从基本概念开始,解释离心率e的意义和如何计算。
离心率e是一个无单位的数值,在0到1之间,它用来衡量椭圆轨道的形状。
当e=0时,轨道是一个圆形,表示所有点距离中心点的距离都相等。
当e=1时,是一个特殊的椭圆,被称为抛物线轨道,表示一个非常狭长的椭圆,其中一半径无限大,轨道上的物体会趋近于无穷远。
当e大于1时,轨道变成一条叫做双曲线的曲线,其中一部分也趋近于无穷远。
离心率的计算方法是根据轨道上两个焦点之间的距离与纵轴长度的比值。
我们可以用以下公式来表示:e = √(1 - b²/a²)其中,a和b分别是椭圆轨道的长半轴和短半轴的长度。
根据这个公式,我们可以计算出任意椭圆轨道的离心率。
接下来,让我们来讨论一下离心率e的取值范围及其在不同天体运动中的应用。
1. 离心率e=0:当离心率为0时,轨道是一个完美的圆形。
这种情况在人造卫星的轨道或者地球绕太阳公转的轨道中是比较常见的。
例如,国际空间站绕地球的轨道就非常接近圆形,其离心率接近于0。
2. 离心率0<e<1:当离心率介于0和1之间时,轨道是一个椭圆形。
这种情况在太阳系中的行星和一些天体之间的相互作用中出现。
例如,地球绕太阳公转的轨道就是一个接近于椭圆的形状,其离心率大约为0.0167。
3. 离心率e=1:当离心率等于1时,轨道是一个特殊的椭圆,称为抛物线轨道。
这种轨道形状非常狭长,其中一半径趋近于无穷大。
抛物线轨道在一些宇宙探测器的飞行中被广泛应用,例如,旅行到近地行星或彗星的探测器会利用抛物线轨道来调整速度和方向。
4. 离心率e>1:当离心率大于1时,轨道变成一条双曲线。
这种轨道在一些天文现象中会出现,例如,彗星绕太阳的轨道就是一条双曲线。
求离心率的范围问题求离心率范围的方法 一、建立不等式法:1.利用曲线的范围建立不等关系。
2.利用线段长度的大小建立不等关系。
F 1,F 2为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,P 为椭圆上的任意一点,PF 1|∈[a -c ,a +c ];F 1,F 2为双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,P 为双曲线上的任一点,|PF 1|≥c -a .3.利用角度长度的大小建立不等关系。
4.利用题目不等关系建立不等关系。
5. 利用判别式建立不等关系。
6.利用与双曲线渐近线的斜率比较建立不等关系。
7.利用基本不等式,建立不等关系。
二、函数法:1. 根据题设条件,如曲线的定义、等量关系等条件建立离心率和其他一个变量的函数关系式;2.通过确定函数的定义域;3.利用函数求值域的方法求解离心率的范围.练习利用曲线的范围建立不等关系1.F 1,F 2是椭圆x 2a 2+y2b 2=1(a>b>0)的左、右焦点,若椭圆上存在点P ,使∠F 1PF 2=90°,求椭圆的离心率的取值范围.2.A 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∠OPA = , 则椭圆离心率的范围是_________.3.设12,F F 为椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的左、右焦点,且12||2F F c =,若椭圆上存在点P 使得212||||2PF PF c ⋅=,则椭圆的离心率的最小值为( )A .12B .13 C.2 D.32π4.5.设F 1(-c ,0),F 2(c ,0)分别是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点,若在直线x =a 2c上存在点P ,使线段PF 1的中垂线过点F 2,则椭圆离心率的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,22 B.⎝⎛⎦⎥⎤0,33 C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫22,1 D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫33,1 6.已知点()()000,P x y x a ≠±在椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>上,若点M 为椭圆C 的右顶点,且PO PM ⊥(O为坐标原点),则椭圆C 的离心率e 的取值范围是( )A .⎛ ⎝⎭B .()0,1C .⎫⎪⎪⎝⎭D .⎛ ⎝⎭利用线段长度的大小建立不等关系7. 设点P 在双曲线)0b ,0a (1by a x 2222>>=-的右支上,双曲线两焦点21F F 、,|PF |4|PF |21=,求双曲线离心率的取值范围。
目录题型一:椭圆离心率的求值 2方法一:定义法求离心率 2方法二:运用通径求离心率 3方法三:运用e=e=1+k2λ-1λ+1求离心率 4方法四:运用e=c a=sin(α+β)sinα+sinβ求离心率 4方法五:运用k OM⋅k AB=-b2a2求离心率 5方法六:运用正弦定理、余弦定理、三角函数求离心率 6方法七:运用相似比求离心率 6方法八:求出点的坐标带入椭圆方程建立等式 7方法九:运用几何关系求离心率 7题型二:双曲线离心率的求解 9方法一:定义法关系求离心率 10方法二:运用渐近线求离心率 10方法三:运用e=1+k2λ-1λ+1求离心率 11方法四:运用e=c a=sin(α+β)sinα-sinβ求离心率 11方法五:运用结论k OM•k AB=b2a2求离心率 12方法六:运用几何关系求离心率 13题型三:椭圆、双曲线离心率综合运用 15题型四:根据已知不等式求离心率的取值范围 17题型五:根据顶角建立不等式求离心率范围 18题型六:根据焦半径范围求离心率范围 19题型七:题型七根据渐近线求离心率的取值范围 21离心率问题的7种题型15种方法1离心率问题的7种题型15种方法求离心率常用公式椭圆公式1:e =ca 公式2:e =1-b 2a2证明:e =c a=c 2a 2=a 2−b 2a 2=1-b 2a 2公式3:已知椭圆方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),两焦点分别为F 1,F 2,设焦点三角形PF 1F 2,∠PF 1F 2=α,∠PF 2F 1=β,则椭圆的离心率e =sin (α+β)sin α+sin β证明:∠PF 1F 2=α,∠PF 2F 1=β,由正弦定理得:F 1F 2 sin (180o −α−β)=PF 2 sin α=PF 1sin β由等比定理得:F 1F 2 sin (α+β)=PF 1 +PF 2 sin α+sin β,即2c sin (α+β)=2a sin α+sin β∴e =c a =sin (α+β)sin α+sin β。
离心率的五种求法离心率的五种求法一、直接求出a、c,求解e当已知圆锥曲线的标准方程或a、c易求时,可利用离心率公式e=c/a来解决。
例如,已知双曲线2-x^2/y^2=1(a>c)的一条准线与抛物线y^2=-6x的准线重合,则该双曲线的离心率为(3a^2c^2-13c^2)/(2a^2c)。
解法为:抛物线y=-6x的准线是x=2c^2/3,即双曲线的右准线x=c^2/(a-c)=2c^2/3-1/3.由此得到c=2,a=3,e=c/a=2/3.因此,选D。
变式练1:若椭圆经过原点,且焦点为F1(1,0)、F2(-1,0),则其离心率为√(2/3)。
解法为:由F1(1,0)、F2(-1,0)知2c=2,∴c=1,又∵椭圆过原点,∴a-c=1,a+c=2,解得a=3/2,e=c/a=√(2/3)。
因此,选C。
变式练2:如果双曲线的实半轴长为2,焦距为6,那么双曲线的离心率为√13/2.解法为:由题设a=2,2c=6,则c=3,e=c/a=√13/2.因此,选C。
变式练3:点P(-3,1)在椭圆4x^2/a^2+2y^2/b^2=1(a>b)的左准线上,过点P且方向为(2,-5)的光线,经直线y=-2反射后通过椭圆的左焦点,则这个椭圆的离心率为√113/5.解法为:由题意知,入射光线为y-1=-x/2,关于y=-2的反射光线(对称关系)为y+5=-2(x+3),解得a=3,c=√5,则e=c/a=√113/5.因此,选A。
二、构造a、c的齐次式,解出e根据题设条件,借助a、b、c之间的关系,构造a、c的关系(特别是齐二次式),进而得到关于e的一元方程,从而解得离心率e。
1到l1的距离,又AB的长为2a,∴XXX的长为a。
设AB的中点为M,则MF1为椭圆的半长轴,由于F1在x轴右侧,∴F1的横坐标为c,且c>a。
设F1为(c,0),则根据椭圆的统一定义,可得c2x2y2a2c2。
其中c为椭圆的半焦距,由题意可得AD的长为a,即MF1的长为a,又MF1为椭圆的半长轴,∴a=c,代入上式得x2y2122c离心率为e=cacc1故选D。
求解离心率范围六法在圆锥曲线的诸多性质中,离心率经常渗透在各类题型中。
离心率是描述圆锥曲线“扁平程度”或“张口大小”的一个重要数据,在每年的高考中它常与“定义”、“焦点三角形”等联系在一起。
因此求离心率的取值范围,综合性强,是解析几何复习的一个难点。
笔者从事高中数学教学二十余载,积累了六种求解这类问题的通法,供同仁研讨。
一、利用椭圆上一点P (x ,y )坐标的取值范围,构造关于a ,b ,c 的不等式例1 若椭圆()012222 b a by a x =+上存在一点P ,使︒=∠900PA ,其中0为原点,A 为椭圆的右顶点,求椭圆离心率e 的取值范围。
解:设()00,y x P 为椭圆上一点,则122220=+b y a x . ① 因为︒=∠900PA ,所以以O A 为直径的圆经过点P ,所以020020=+-y ax x . ②联立①、②消去0y 并整理得当a x =0时,P 与A 重合,不合题意,舍去。
所以2220ba ab x -=又a x 00,所以a ba ab 2220-, 即 ()22222c a b a -=得2122 ac ,即223e又10 e ,故e 的取值范围是⎪⎪⎭⎫⎢⎣⎡1,22 二、利用圆锥曲线的焦点和曲线上一点构成的“焦三角形”三边大小关系,构造关于a ,b ,c 不等式例2 已知双曲线()0,01x 2222 b a by a =-左、右焦点分别为F 1、F 2,左准线为p ,ι是双曲线左支上一点,并且221PF PF d =,由双曲线第二定义得ed =1PF ,所以12PF PF e =. ① 由又曲线第一定义得a PF 2PF 12=- ②由①-②得在21PF F ∆中,所以 c e ea e a 21212≥-+- , 即e e e ≥-+11. 又1 e ,从而解得e 的取值范围是(]21,1+。
三、利用圆锥曲线的“焦三角形”+余弦定理+均值不等式例3 设椭圆()012222 b a by a x =+的两焦点为F 1、F 2,问当离心率E 在什么范围内取值时,椭圆上存在点P ,使21PF F ∆=120°.解:设椭圆的焦距为2c ,由椭圆的定义知a PF PF 221=+.在21PF F ∆中,由余弦定理得=212221PF PF PF PF ++ =(21221)PF PF PF PF -+所以22212122244a PF PF PF PF c a =⎪⎪⎭⎫⎝⎛+≤=- 所以23,4322≥≤a cc a 得. 又10 e ,故e 的取值范围是⎪⎪⎭⎫⎢⎣⎡1,23 四、利用圆锥曲线的定义,结合完全平方数(式)非负的属性构造关于a ,b ,c 的不等式例4 如图1,已知椭圆长轴长为4,以y 轴为准线,且左顶点在抛物线1y 2-=x 上,求椭圆离心率e 的取值范围。
离心率的五种求法椭圆的离心率10<<e ,双曲线的离心率1>e ,抛物线的离心率1=e . 一、直接求出a 、c ,求解e已知圆锥曲线的标准方程或a 、c 易求时,可利用率心率公式ace =来解决。
例1:已知双曲线1222=-y ax (0>a )的一条准线与抛物线x y 62-=的准线重合,则该双曲线的离心率为( )A.23 B. 23 C. 26 D. 332变式练习1:若椭圆经过原点,且焦点为()0,11F 、()0,32F ,则其离心率为( )A.43 B. 32 C. 21 D. 41 变式练习2:如果双曲线的实半轴长为2,焦距为6,那么双曲线的离心率为( )A.23 B. 26 C. 23 D 2变式练习3:点P (-3,1)在椭圆12222=+by a x (0>>b a )的左准线上,过点P 且方向为()5,2-=a 的光线,经直线2-=y 反射后通过椭圆的左焦点,则这个椭圆的离心率为( )A33 B 31 C 22D 21 二、构造a 、c 的齐次式,解出e根据题设条件,借助a 、b 、c 之间的关系,构造a 、c 的关系(特别是齐二次式),进而得到关于e 的一元方程,从而解得离心率e 。
例2:已知1F 、2F 是双曲线12222=-by a x (0,0>>b a )的两焦点,以线段21F F 为边作正三角形21F MF ,若边1MF 的中点在双曲线上,则双曲线的离心率是( )A. 324+B.13- C.213+ D. 13+变式练习1:设双曲线12222=-by a x (b a <<0)的半焦距为c ,直线L过()0,a ,()b ,0两点.已知原点到直线的距离为c 43,则双曲线的离心率为( )A. 2B.3 C. 2 D.332变式练习2:双曲线虚轴的一个端点为M ,两个焦点为1F 、2F ,021120=∠MF F ,则双曲线的离心率为( )A3 B26 C 36 D 33 三、采用离心率的定义以及椭圆的定义求解例3:设椭圆的两个焦点分别为1F 、2F ,过2F 作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P ,若21PF F ∆为等腰直角三角形,则椭圆的离心率是________。
离心率的取值范围的求法
舒云水
求椭圆、双曲线的离心率的取值范围,是高考的一个热点,也是一个难点,难在关于 a 、b 、c 的不等式的建立,下面从三个方面谈不等式的建立
一、 根据已知条件建立不等式
例1 已知1F 、2F 分别是双曲线22
221(0x y a a b
-=>,0)b >的左右焦点,过1F 作垂直于x 轴的直线交双曲线于A 、B 两点,若2ABF ∆为锐角三角形,则双曲线的离心率的取值范围 ﹒ 解析:由已知条件易求21b AF a
=,2
212112tan 22b AF b a AF F F F c ac ∠===,由于2ABF ∆为锐角三角形,故只需2AF B ∠为锐角即可,则有
2
21tan 2b AF F ac
∠=tan 451︒<=,整理得:22b ac <,所以2220c a ac --<,两边同时除以2a 得:2120e e --<
,求得:11e -<<(1,)e ∈+∞,
故(1,1e ∈+﹒
点评:根据2AF B ∠为锐角知21AF F ∠45︒<,通过tan 21AF F ∠45︒<=1建立a 、b 、c 的不等式,本题不等式的建立思路比较明确自然,难度不大﹒
二、 根据相关线段的取值范围建立不等式
例2 已知双曲线22221(0x y a a b
-=>,0)b >的左、右焦点分别为1F
(-c,0),2(,0)F c ﹒若双曲线上存在点P 使
c a F PF F PF =∠∠1221sin sin ,则该双曲线的离心率的取值范围是 ﹒ 解析:依题意及正弦定理得112
<=c
a PF PF ,因此点P 位于双曲线的右支上,且点P 不与21F F 共线,所以有
c a a PF PF =+222,即c a PF a =+122﹒ 又a
c a c a PF a -<-=2122,得2)1(2<-e ,即1221+<<-e ﹒ 又),1(+∞∈e ,故)21,1(+∈e ﹒
点评:本题难度比较大,不等式的建立比较隐蔽,利用隐含条件P 建立不等式是解决本题的关键
三、 根据变量x ,y 的取值范围建立不等式
例3. 椭圆)0(12222>>=+b a b
y a x 的两个焦点为1F (-c,0),2(,0)F c ,M 是椭圆上一点,满足021=⋅F F ,则离心率e 的取值范围是 .
解析:设点M 的坐标为),(y x ,则),(1y c x F +=,),(2y c x F -=﹒由021=⋅F F ,得0222=-+c y x ,即222x c y -=﹒ (※)
又由点M 在椭圆上得⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=22221a x b y ,代入(※)得222221x c a x b -=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-,所以⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=22
222c a a x ﹒ ∵220a x ≤≤,∴222220a c a a ≤⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-≤,即12022≤-≤c a ,11202≤-≤e ,解得122≤≤e ,又∵10<<e ,∴12
2<≤e ﹒
点评:根据已知条件得出等量关系⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=22222c a a x ,再根据变量x 的取值范围220a x ≤≤建立不等式222220a c a a ≤⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-≤是解决本题的两个关键点﹒。