求离心率取值范围方法总结与典型例题
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精品文档求离心率的取值范围椭圆的离心率,双曲线的离心率,抛物线的离心率。
求椭圆与双曲线离心率的范围是圆锥曲线这一章的重点题型。
求离心率的取值范围涉及到解析几何、平面几何、代数等多个知识点,综合性强方法灵活,解题关键是挖掘题中的隐含条件,构造不等式。
下面从几个方面浅谈如何确定椭圆、双曲线离心率e的范围。
一、利用曲线的范围,建立不等关系例1.设椭圆的左右焦点分别为、,如果椭圆上存在点P,使,求离心率e的取值范围。
例2.已知椭圆22221(0)x ya ba b右顶为A,点P在椭圆上,O为坐标原点,且OP垂直于PA,求椭圆的离心率e的取值范围。
二、利用曲线的平面几何性质,建立不等关系例1.已知12、F F是椭圆的两个焦点,满足的点P总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是()A.(0,1)B.1(0,]2C.2(0,)2D.2[,1)2例2.直线L过双曲线的右焦点,斜率k=2。
若L与双曲线的两个交点分别在左、右两支上,求双曲线离心率的取值范围。
例3. 已知F1、F2分别是双曲线的左、右焦点,过F1且垂直于x轴的直线与双曲线交于A、B两点。
若△ABF2是锐角三角形,求双曲线的离心率的取值范围。
例4.设双曲线C的中心为点O,若有且只有一对相交于点O,所成的角为60°的直线A1B1和A2B2,使|A1B1|=|A2B2|,其中A1,B1和A2,B2分别是这对直线与双曲线C的交点,则该双曲线的离心率的取值范围是( ).A.2323,B.2323,C.233,D.233,例5.过双曲线的左焦点1F且与双曲线的实轴垂直的直线交双曲线于A、B两点,若在双曲线的虚轴所在直线上存在一点C,使得090ACB,双曲线的离心率e的取值范围为_______________精品文档三、利用曲线的定义和焦半径范围,建立不等关系例1.已知双曲线的左右焦点分别为、,点P 在双曲线的右支上,且,求此双曲线的离心率e 的取值范围。
离心率的求值或取值范围问题【方法技巧】方法1 定义法解题模板:第一步 根据题目条件求出,a c 的值 第二步 代入公式ce a=,求出离心率e . 方法2 方程法解题模板:第一步 设出相关未知量;第二步 根据题目条件列出关于,,a b c 的方程; 第三步 化简,求解方程,得到离心率.方法3 借助平面几何图形中的不等关系解题模板:第一步 根据平面图形的关系,如三角形两边之和大于第三边、折线段大于或等于直线段、对称的性质中的最值等得到不等关系,第二步 将这些量结合曲线的几何性质用,,a b c 进行表示,进而得到不等式, 第三步 解不等式,确定离心率的范围.方法4 借助题目中给出的不等信息解题模板:第一步 找出试题本身给出的不等条件,如已知某些量的范围,存在点或直线使方程成立,∆的范围等;第二步 列出不等式,化简得到离心率的不等关系式,从而求解.方法5 借助函数的值域求解范围解题模板:第一步 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;第二步 通过确定函数的定义域;第三步 利用函数求值域的方法求解离心率的范围.【应用举例】【例题1】若椭圆经过原点,且焦点分别为12(0,1),(0,3)F F ,则其离心率为( )A .34 B .23 C .12 D .14【答案】C 【解析】试题分析:根据椭圆定义,原点到两焦距之和为2a=1+2,焦距为2c=2,所以离心率为12. 考点:椭圆的定义. 【难度】较易【例题2】点P (-3,1,过点P 且方向为a =(2,-5)的光线经直线y=-2反射后通过椭圆的左焦点,则此椭圆离心率为( )【答案】A 【解析】试题分析:因为给定点P (-3,1根据光线的方向为a =(2,-5)y=-2与入射光线的斜率互为相反数可知焦点的坐标为(1,0),因此可知 A 考点:本试题考查了椭圆性质的知识点。
点评:解决该试题的关键是利用椭圆的反射原理得到直线斜率的特点,结合平面反射光线与入射光线的斜率互为相反数,得到c 的值,同时得到a,b,c 的关系式,进而得到结论,属于基础题。
高考离心率的常用解法及配套习题与答案前言: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 )的一条准线方程是23=x ,则该双曲线的离心率为( )A. 23B. 23C. 26D. 332解:双曲线右准线23122=-==c c c a x ,则02322=--c c ,解得2=c ,3=a ,332==a c e ,故选D 变式练习1.1: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. 23D 2 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+ 解:如图,设1MF 的中点为P ,则P 的横坐标为2c-,由焦半径公式a ex PF p --=1,即a c a c c -⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯-=2,得0222=-⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛a c a c ,解得31+==ace (31-舍去),故选D变式练习2.1: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. 2 B. 3 C.2 D.332 变式练习2.2: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 36D 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________。
1、已知椭圆 C:x^2/a^2 + y^2/b^2 = 1 (a > b > 0) 的离心率为√3/3,过点 A(0,b) 和 B(a,0) 的直线与直线 x = -a 交于点 M,且 |MA| = 2|MB|。
(1) 求 a,b 的值;(2) 设 P 为椭圆 C 上一点,E、F 分别为线段 OP 的中点,以EF 为直径的圆在点 P 处切于点 T,求向量 PT 与向量 PE 的夹角的余弦值。
(1) 设点 M 的坐标为 $(-a, y_0)$。
由 $|MA| = 2|MB|$,得 $\sqrt{(-a - 0)^2 + (y_0 - b)^2} = 2\sqrt{(-a - a)^2 + (y_0 - 0)^2}$。
化简得 $a^2 + (y_0 - b)^2 = 4(a^2 + y_0^2)$。
又因为 $e = \frac{\sqrt{3}}{3}$,得 $e^2 = \frac{c^2}{a^2} = \frac{a^2 - b^2}{a^2} = \frac{1}{3}$。
解得 $a = \sqrt{3}, b = \sqrt{2}$。
(2) 由(1) 得椭圆 C 的方程为$\frac{x^2}{3} + \frac{y^2}{2} = 1$。
设点P 的坐标为$(x_0, y_0)$,则由$\frac{x_0^2}{3} + \frac{y_0^2}{2} = 1$,得 $y_0^2 = 1 - \frac{2}{3}x_0^2$。
设点 E、F、T 的坐标分别为 $(x_1, y_1), (x_2, y_2), (x_3, y_3)$,则 $x_1 = \frac{x_0}{2}, y_1 = \frac{y_0}{2}$,从而$x_2 = x_1 - \frac{y_1}{x_1}, y_2 = -y_1$。
因此 $x_3 = x_2 - \frac{y_2}{x_2}, y_3 = -y_2$。
F 2P F 1xy OF 2PF 1xy OF 2PF 1xyOQF 2PF 1xyO高中数学 高考数学离心率题型总结 求解含直角三角形的椭圆离心率二.典例剖析:例.若椭圆)0(,12222>>=+b a b y a x 短轴端点为P 满足21PF PF ^,求椭圆离心率。
圆离心率。
分析:利用椭圆半焦距、短半轴长的相等关系即2OF OP =,得到 2221222222=Þ=Þ=+=e e c c b a 的结论。
的结论。
变 式1.在椭圆)0(,12222>>=+b a b y a x 上有一点P (除短轴端点外),若21PF PF ^,求椭圆离心率取值范围。
,求椭圆离心率取值范围。
分析:点P 在椭圆上Þ b OP >;点P 在以O 为圆心,OP 为半径的圆上Þc OF OF OP ===21,所以得到c>b ,进而得到÷÷øöççèæÎÞ>Þ<+=1,2221222222e e c c b a 的结论。
变 式2. 满足21PF PF ^的所有点P 都在椭圆)0(,12222>>=+b a b y a x 内,求椭圆离心率取值范围。
内,求椭圆离心率取值范围。
分析:满足21PF PF ^的所有点P 都在椭圆内Þ以O 为圆心,OP 为半径的圆都在椭圆内Þb c <,进而得到÷÷øöççèæÎÞ<Þ>+=22,021222222e e c c b a 的结论。
的结论。
变 式3.过椭圆)0(,12222>>=+b a b y a x 右焦点2F 的直线交椭圆于QP 、两点且满足PQPF ^1,若135sin 1=ÐQP F ,求该椭圆离心率。
椭圆、双曲线离心率的三种求法椭圆的离心率 0 e 1 ,双曲线的离心率 e 1 ,抛物线的离心率e 1 .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ec来解决 .x2y2a→→例 1:已知 F 1(- 1,0),F 2(1 ,0)是椭圆 a 2+ b 2= 1 的两个焦点,若椭圆上一点 P 满足 |PF 1|+ |PF 2|= 4,则椭圆的离心率 e = ________.12变式练习 1:若椭圆经过原点,且焦点为F 1 1,0 , F 2 3,0 ,则其离心率为( ) CA .3B. 2C.1D.14324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() CA.3B.6C.3D.22 22二、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 的关系式(特别是齐次式),进而得到关于e 的方程,从而解得离心率 e.x 2 y 2例 2: (2012 ·江西 )椭圆 a 2+ b 2= 1(a>b>0)的左,右顶点分别是 A ,B ,左,右焦点分别是F 1, F 2,若 |AF 1|,5 |F 1F 2|, |F 1B|成等比数列,则此椭圆的离心率为________. 522变式练习 1:已知 F 1, F 2 是双曲线x2y 2 1( a 0,b 0 )的两焦点,以线段F 1 F 2 为边作正三角形 MF 1 F 2 ,ab若边 MF 1 的中点在双曲线上,则双曲线的离心率是() DA.423B.31C.31D.3 12变式练习 2:若双曲线虚轴的一个端点为M ,两个焦点为 FF, F MF21200,则双曲线的离心率为()B1, 2 1A.366D.3B.C.32322变式练习 3:设双曲线x2y 2 1( b a0 )的半焦距为 c ,直线 l 过 a,0, 0,b 两点 .已知原点到直线的距ab离为3 c ,则双曲线的离心率为 ( ) A4A. 2B. 3C. 223D. 3三、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F 1, F 2 ,过 F 2 作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P ,若△ F 1PF 2 为等腰直角三角形,则椭圆的离心率是 ________. 21【跟踪训练】1.已知椭圆的长轴长是短轴长的2 倍,则椭圆的离心率等于() DA .13C .1D .3B .33222242.已知双曲线x y1的一条渐近线方程为 y x ,则双曲线的离心率为( )Aa 2b 23 54 C.5 3A. B. 4 D.3 3 2x 2 y 2 1 ( a 0,b 0 )的两个焦点, A 和 B 是以 O3.如图, F 1 和 F 2 分别是双曲线b 2 a 2y为圆心,以 OF 1 为半径的圆与该双曲线左支的两个交点,且△ F 2 AB 是等边三A角形,则双曲线的离心率为( )D F 1O F 2 xBA. 3B. 5C.5D.3 124.设 F 1 ,F 2 分别是双曲线x 2 y 2 1 的左、右焦点,若双曲线上存在点A ,使 F 1 AF 290 0 ,且 AF 13AF 2 ,22a b 则双曲线离心率为() B5B.10C.15D. 5A.222225.已知双曲线 xy 1( a 0,b0 )的右焦点为 F ,若过点 F 且倾斜角为600 的直线与双曲线的右支有且a 2b 2只有一个交点,则此双曲线离心率的取值范围是( ) CA. 1,2B. 1,2C. 2,D. 2,x 2y 21(a b 0) 的左顶点为 A ,左焦点为 F ,上顶点为 B ,若∠ BAO+∠ BFO=90 °,则6.已知椭圆 C : 22ab椭圆 C 的离心率是.5 12【走进高考】1. (2013 浙·江理 )如图 , F 1 , F 2 是椭圆 C 1 :x 2y 21与双曲线 C 2 的公共y4焦点,A,B分别是 C 1, C 2 在第二、四象限的公共点. 若四边形AAF 1 BF 2 为矩形 , 则 C 2 的离心率是 ( )D F 1OF 2xA. 2B . 3B(第 1 题图)C.3D . 6222.(2013 湖·南理 )设 F 1, F 2 是双曲线 C : x 2y 2 1(a 0,b0) 的两个焦点, P 是 C 上一点 ,若 PF 1PF 2 6a,a 2b 2且△ PF 1F 2 的最小内角为 30 , 则 C 的离心率为. 33.(2013 福·建理 )椭圆x 2y 21(a b 0) 的左、右焦点分别为F 1, F 2 ,焦距为2c,若直线 y3( xc) 与椭:22a b圆的一个交点 M 满足MF 1 F 2 2 MF 2 F 1 , 则该椭圆的离心率等于__________. 3 1x 2y 24.(2013 辽·宁理 ) 已知椭圆 C : a 2b 21(a b0) 的左焦点为F,C 与过原点的直线相交于A,B 两点 ,连接AF, BF, 若 AB10 , AF6 , cos ABF4 , 则 C 的离心率 e=______. 5575. (2014 江·西理 )过点 M (1,1) 作斜率为1的直线与椭圆 C : x 2y 21(a b0) 相交于 A, B ,若 M 是线段2 a 2 b 2AB 的中点,则椭圆C 的离心率为.226. (2014 浙·江理 )设直线 x 3 ym0(m 0)x 2 y 21( a b0 )两条渐近线分别交于点与双曲线b 2a 2A, B ,若点 P( m,0) 满足 PAPB , 则该双曲线的离心率是5__________.27. (2014 重·庆理 )设 F 1, F 2 分别为双曲线x 2y 21(a 0,b 0) 的左、右焦点,双曲线上存在一点P 使得a 2b2| PF 1 | |PF 2 | 3b, | PF 1 | | PF 2 9)B|ab ,则该双曲线的离心率为(4A.4B. 5C.9D.33348.(2015 新课标 II 理 )已知 A , B 为双曲线 E 的左,右顶点,点M 在 E 上,△ ABM 为等腰三角形,且顶角为 120°,则 E 的离心率为 () DA. 5B.2C. 3D. 2x 2y 2 1的一个焦点,若C 上存在点 P ,使线段 PF 的中点恰为其虚9.(2015 湖南理 )设 F 是双曲线 C :2b 2a轴的一个端点,则C 的离心率为. 5C 1:x2210.(2015 山东理 )平面直角坐标系xOy 中,双曲线 2y 2 1 a 0,b 0 的渐近线与抛物线C 2:abx 22 py p 0 交于点 O , A , B ,若△ OAB 的垂心为 C 2 的焦点,则 C 1 的离心率为. 322211.(2016 浙江理 )已知椭圆 C 1 : x2 +y 2=1(m>1) 与双曲线 C 2: x2 –y 2=1( n>0) 的焦点重合, e 1,e 2 分别为 C 1,mn C 2 的离心率,则( ) AA .m>n 且 e 1e 2>1B . m>n 且 e 1e 2<1C . m<n 且 e 1 e 2>1D . m<n 且 e 1e 2<112.(2016 新课标Ⅲ文理 )已知 O 为坐标原点,x 2y 21(a b0) 的左焦点,分别为 C 的F是椭圆C :a 2b 2A, B左,右顶点 . P 为 C 上一点,且 PFx 轴 .过点 A 的直线 l 与线段 PF 交于点 M ,与 y 轴交于点 E .若直A .1B.1C.2D.3 323413.( 2016 新课标Ⅱ理)已知F1, F2是双曲线 E : x222y2 1 的左,右焦点,点M 在 E 上,MF1与 x 轴垂直,a bsin MF2 F11,则 E 的离心率为() A 3(A)2(B)3(C)3(D)2 22–y214.( 2016 山东文理)已知双曲线E:x22 =1 ( a>0 , b>0).矩形 ABCD 的四个顶点在 E 上, AB, CDa b的中点为 E 的两个焦点,且2|AB|=3|BC|,则 E 的离心率是 _______. 2xOy F x2y2yb15.(2016 江苏 )如图,在平面直角坐标系中,是椭圆a 2b2 1(a>b>0) 的右焦点,直线 2 与椭圆交于 B,C 两点,且BFC90 ,则该椭圆的离心率是6 .316.(2017 新课标Ⅰ理15)已知双曲线 C:x2y21(a>0,b>0)的右顶点为A,以A为圆心,b为半径作a2b2圆 A,圆 A 与双曲线 C 的一条渐近线交于M、 N 两点 .若∠ MAN =60°,则 C 的离心率为 ________.2 3317.(2017 北京文 10)若双曲线x2y21的离心率为3,则实数 m=__________ . 2m18.(2017新课标Ⅱ理9)若双曲线C:221(a0 b0)的一条渐近线被圆x2y2 4 所截得x2y2,2a b的弦长为 2,则C的离心率为() AA .2B.3C.2 D .23319.(2017 新课标Ⅲ文11)已知椭圆 C:x2y21, ( a>b>0) 的左、右顶点分别为A1, A2,且以线段 A1A2 a2b2为直径的圆与直线bx ay2ab0 相切,则C的离心率为() AA .6B .321 33C.D.3320.(201814)x 2 y 2x 2y 2N北京理 已知椭圆M :a 2b 21(a b0),双曲线N :m 2n 2 1 .若双曲线 的两条渐近线与椭圆 M 的四个交点及椭圆M 的两个焦点恰为一个正六边形的顶点,则椭圆M 的离心率为__________ ;双曲线 N 的离心率为 __________. 31221.(2018 江苏 8) 在平面直角坐标系 xOy 中,若双曲线x 2y 2 1(a0,b0)的右焦点 F (c,0) 到一条渐近线a 2b 2的距离为3 c ,则其离心率的值是. 2222.(2018 新课标Ⅱ理 12)已知 F 1, F 2 是椭圆 C:x 2y 2 1(a b 0) 的左、右焦点, A 是 C 的左顶点,点Pa 2b 2在过 A 且斜率为3的直线上,△ PF 1F 2 为等腰三角形,∠ F 1 2的离心率为 () D6F P=120 ,则 C21C .11A.B .3D .32423.(2018 新课标Ⅲ理 11)设 F 1,F 2 是双曲线 C:x 2y 21(a 0,b 0) 的左,右焦点, O 是坐标原点.过 F 2a 2b 2作 C 的一条渐近线的垂线,垂足为P .若 PF 1 6 OP ,则 C 的离心率为 ( ) CA . 5B . 2C . 3D . 2椭圆、双曲线离心率的三种求法椭圆的离心率 0 e 1 ,双曲线的离心率 e 1 ,抛物线的离心率e 1 .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ec来解决 .x2y2a→→例 1:已知 F 1(- 1,0),F 2(1 ,0)是椭圆 a 2+ b 2= 1 的两个焦点,若椭圆上一点 P 满足 |PF 1|+ |PF 2|= 4,则椭圆的离心率 e = ________.【答案】12→→1【解析】由椭圆定义及 |PF 1|+ |PF 2|= 4,得 2a = 4, a = 2, c = 1,e = .2变式练习 1:若椭圆经过原点,且焦点为F 1 1,0 , F 2 3,0 ,则其离心率为( )A .3B. 2C. 1D. 13424 【答案】 C【解析】由 F 1 1,0 , F 2 3,0 知2c 3 1 ,∴ c1 ,又∵椭圆过原点,∴ a c 1 , ac 3.∴ a2 , c 1 c 1,所以离心率 e.故选 C.a2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. 3B. 6C.3D.2222【答案】 C【解析】由题设a2 , 2c 6 ,则 c3 , e c3,因此选 C.a 2二、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 的关系式(特别是齐次式),进而得到关于 e 的方程,从而解得离心率 e.22例 2: (2012 ·江西 )椭圆 x2 y 2A ,B ,左,右焦点分别是, F ,若 |AF1|,a +b = 1(a>b>0)的左,右顶点分别是F 12|F 1F 2|, |F 1B|成等比数列,则此椭圆的离心率为 ________. 【答案】55【解析】由椭圆的定义知,|AF 1|= a - c , |F 1F 2 |= 2c , |BF 1 |= a + c.∵ |AF 1|, |F 1F 2|, |BF 1|成等比数列,因此4c 2=( a -c) ·(a + c),整理得 5c 2= a 2,两边同除以 a 2得 5e 2= 1,解得 e =5.522变式练习 1:已知 F 1 , F 2 是双曲线x2y2 1( a0, b 0 )的两焦点, 以线段 F 1F 2 为边作正三角形MF 1 F 2 ,ab若边 MF 1 的中点在双曲线上,则双曲线的离心率是( )A.423B.31C.31D.312【答案】 D【解析】如图,设 MF 1 的中点为 P ,∵ F 1(-c,0 ),M (0, 3c ),∴ P(c 3cc 2 3c 22,2 ).代入双曲线方程,得 4a 2 4b 2 1 .∴ c 4 8a 2c 2 4a 4 0 , e 4 8e 2 4 0 , e 24 2 3 ,∴ e 1 3 .故选 D.变式练习 2:若双曲线虚轴的一个端点为M ,两个焦点为 F 1 ,F 2 , F 1 MF 21200,则双曲线的离心率为 ()A. 3B. 6C. 6D.3323【答案】 B【解析】如图所示,不妨设 M 0,b , F 1c,0 , F 2 c,0 ,则 MF 1MF 2c 2 b 2 ,又 F 1 F 2 2c ,MF 1 2MF 222在 F 1MF 2 中, 由余弦定理,得 cosF 1 F 2,F 1MF 22 MF 1 MF 2222 22221cbcb4cc1 .即 2 c 2 b 2,∴ b2b 2c 22∵ b2c2a 2,∴2ca21,∴3a22c 2 ,∴ e 23 ,∴ e 6 ,故选 B.2 a 2222变式练习 3:设双曲线x 2y 2 1( b a0 )的半焦距为 c ,直线 l 过 a,0, 0,b 两点 .已知原点到直线的距a 2b 2离为3c ,则双曲线的离心率为 ()4A. 2B. 3C. 22 3D. 3【答案】 A【解析】由已知,直线l 的方程为 bx ayab0 ,由点到直线的距离公式,得ab 3 c .a 2b 24又 c 2 a 2 b 2 , ∴ 4ab 3c 2 ,两边平方,得 16a 2 c 2 a 23c 4 ,整理得 3e 416e 2 16 0 ,得 e 24或 e 24 .又 0 a b 2c 2 a 2 b 2 1 b 2 2 ,∴ e 2 4e 2,故选 A.3,∴ e a 2 a 2a 2,∴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 F 1, F 2 ,过 F 2 作椭圆长轴的垂线交椭圆于点P ,若△ F 1PF 2 为等腰直角三【答案】21c2c2c 2c 1 2 1 .【解析】 e2 2c 2ca 2a PF 1 PF 22 1【跟踪训练】1.已知椭圆的长轴长是短轴长的2 倍,则椭圆的离心率等于() A . 13C .1D .3B .2332答案: D解析: ∵椭圆的长轴长是短轴长的2 倍,∴ a=2b ,椭圆的离心率 c3 ,选 D.e2a224x ,则双曲线的离心率为(2.已知双曲线 xy 1的一条渐近线方程为y)a 2b 23A.5B.4C.5D.333 42答案: A解析: 双曲线焦点在 x 轴,由渐近线方程可得b 4,可得 ec 32425,故选 A.a3a33x2y21 ( a 0,b0 )的两个焦点, A 和 B 是以 O3.如图, F 1 和 F 2 分别是双曲线b 2a 2y为圆心,以 OF 1 为半径的圆与该双曲线左支的两个交点,且△ F 2 AB 是等边三A角形,则双曲线的离心率为( )F 1O F 2 xBA.3B.55 D. 3 1C.2答案: D解析: 连接 AF 1,∵ F 2 AB 是等边三角形,∴∠ AF 2F 1=30°,∠ F 1AF 2=90°.∴ |AF 1|=c , |AF 2|=3 c ,∴ 2a=( 3 - 1)c ,双曲线的离心率为 1+3 ,故选 D.4.设 F 1 ,F 2 分别是双曲线 x 2 y 21 的左、右焦点,若双曲线上存在点 A ,使 F 1 AF2 900 ,且 AF 13 AF 2 ,a 2b 2则双曲线离心率为( )A.5B. 10C. 15D. 5222答案: B解析:设 F ,F 分别是双曲线x 2 y 2 1的左、右焦点 .若双曲线上存在点 A ,使∠ F 1AF 2=90o ,且|AF 1|=3|AF 2 |, a 2 b 212设 |AF 2|=1, |AF 1|=3,在双曲线中 2a=|AF 1|- |AF 2 |=2, 2c= 22= 10 10AF 1AF 2 ,∴离心率 e=.25.已知双曲线x 2 y 2 1( a 0,b0 )的右焦点为 F ,若过点 F 且倾斜角为 600 的直线与双曲线的右支有且a 2b 2A. 1,2B. 1,2C. 2,D. 2,答案: C解析: 双曲线x 2y 2 1 ( a 0,b 0 )的右焦点为 F ,若过点 F 且倾斜角为60 0 的直线与双曲线的右支有且a 2b 2222只有一个交点,则该直线的斜率的绝对值小于等于渐近线的斜率b ,∴ b3 ,离心率 e 2= c2a2b ≥aaaa4,∴ e ≥ 2,故选 C.6.已知椭圆x 2 y 2的左顶点为 A ,左焦点为 F ,上顶点为 B ,若∠ BAO+∠ BFO=90 °,则C :a 2b 21(ab 0)椭圆 C 的离心率是 .答案:5 12解析: ∵∠ BAO+∠ BFO=90 °,∴ sin ∠ BAO =cos ∠ BFO ,∴b b 2c,∴ e23 5 ,e 235(舍去 ).a 2 a22∴ e5 1 .2【走进高考】1. (2013 浙·江理 )如图 , F 1 , F 2 是椭圆 C 1 :x 2y 21与双曲线 C 2 的公共y4焦点 , A, B 分别是 C 1, C 2 在第二、四象限的公共点. 若四边形AAF 1 BF 2 为矩形 , 则 C 2 的离心率是 ()F 1OF 2xA.2B . 3B(第 1 题图)C.3D . 6 22【答案】 D2.(2013 湖·南理 )设 F 1, F 2 是双曲线x 2 y 2的两个焦点, P 是 C 上一点 ,若 PF 1PF 26a,C : a 2 b 21(a 0,b0)且△ PF 1F 2 的最小内角为 30 , 则 C 的离心率为 .【答案】33.(2013 福·建理 )椭圆x 2y 21(ab 0) 的左、右焦点分别为F 1, F 2 ,焦距为 2c,若直线 y3( xc) 与椭:22a b圆的一个交点 M 满足MF 1 F 22 MF 2 F 1 , 则该椭圆的离心率等于 __________.【答案】3 14.(2013 辽·宁理 ) 已知椭圆 C :x 2y 21(a b 0) 的左焦点为F,C 与过原点的直线相交于A,B 两点 ,连接a 2b 2AF, BF, 若 AB10 , AF6 , cos ABF4, 则 C 的离心率 e=______.【答案】571x 225. (2014 江·西理 )过点 M (1,1) 作斜率为的直线与椭圆C : y1(a b 0) 相交于 A, B ,若 M 是线段 2a 2b 2AB 的中点,则椭圆 C 的离心率为.6. (2014 浙·江理 )设直线 x 3 y m 0(m 0)x 2 y 2 1( a b 0 )两条渐近线分别交于点与双曲线b 2a 2A, B ,若点 P(m,0) 满足 PA PB , 则该双曲线的离心率是 __________.7. (2014 重·庆理 )设 F 1, F 2 分别为双曲线x 2 y 2 的左、右焦点,双曲线上存在一点P 使得a 2b 21(a 0,b 0)| PF 1 | | PF 2 | 3b, | PF 1 | |PF 2 | 9ab ,则该双曲线的离心率为()A.4B.5C.9D.33 3 48.(2015 新课标 II 理 )已知 A , B 为双曲线 E 的左,右顶点,点 M 在 E 上,△ ABM 为等腰三角形,且顶角为 120°,则 E 的离心率为 ( )A. 5B.2C. 3D. 2【答案】 D9.(2015 湖南理 )设 F 是双曲线 C :x 2y 2 1的一个焦点,若 C 上存在点 P ,使线段 PF 的中点恰为其虚a 2b 2轴的一个端点,则C 的离心率为.【答案】510.(2015 山东理 )平面直角坐标系xOy 中,双曲线C 1:x 2 y 2 1 a 0,b 0 的渐近线与抛物线 C 2:a2b2x 22 py p 0 交于点 O , A , B ,若△ OAB 的垂心为 C 2 的焦点,则 C 1 的离心率为.答案:32x2y21(a 0,b 0) 的渐近线为 解析:C 1:2b 2aC 2 : x22 py( p0) 的焦点 F (0, p) ,则 k AF2b 2 pb 2 pb 2 ), B(yx ,则 A( , 2 a a a 2pb 2pb 25c 2a 2 2 a ,即 , 2pb b a 2 4 a 2a2 pb 2pb 2, ) . a a 2a 2b 29 c 3a 2 ,ea .4211.(2016 浙江理 )已知椭圆 C 1: x 2+y 2=1(m>1) 与双曲线 C 2: x2 –y 2=1( n>0) 的焦点重合, e 1,e 2 分别为 C 1,m 2n 2C 2 的离心率,则()A . m>n 且 e 1e 2>1B . m>n 且 e 1e 2<1C . m<n 且 e 1e 2>1D . m<n 且 e 1e 2<1【答案】 A考点: 1、椭圆的简单几何性质; 2、双曲线的简单几何性质.【易错点睛】 计算椭圆 C 1 的焦点时, 要注意 c 2 a 2b 2 ;计算双曲线 C 2 的焦点时,要注意c 2 a 2 b 2 .否则很容易出现错误.2212.(2016 新课标Ⅲ文理 )已知 O 为坐标原点, F 是椭圆 C :x2y2 1(a b 0) 的左焦点, A, B 分别为 C 的a b左,右顶点 . P 为 C 上一点,且 PF x 轴 .过点 A 的直线 l 与线段 PF 交于点 M ,与 y 轴交于点 E .若直线 BM经过 OE 的中点,则 C 的离心率为( )A .1B.1C.2D.33234【答案】 A考点:椭圆方程与几何性质.【思路点拨】求解椭圆的离心率问题主要有三种方法:( 1)直接求得 a ,c 的值,进而求得e 的值;( 2)建立 a,b, c 的齐次 等式,求得 b或转化为关于 e 的等式求解; (3) 通过特殊值或特殊位置,求出e .a13.( 2016 新课标Ⅱ理)已知x 2 y 2M 在E 上,与 x 轴垂直,F 1, F 2 是双曲线 E :a 2b 2 1 的左,右焦点,点MF 1sin MF 2F 11 ,则 E 的离心率为( )3(A ) 2(B )3(C ) 3(D )22【答案】 A考点:双曲线的性质 .离心率 .【名师点睛】区分双曲线中a ,b ,c 的关系与椭圆中 a , b ,c 的关系,在椭圆中a 2=b 2+c 2,而在双曲线中 c 2=a 2+ b 2.双曲线的离心率 e ∈ (1,+ ∞),而椭圆的离心率 e ∈ (0, 1).x 2 y 214.( 2016 山东文理)已知双曲线 E :–=1 ( a>0 , b>0).矩形 ABCD 的四个顶点在 E 上, AB , CDa 2b 2的中点为 E 的两个焦点,且2|AB|=3|BC|,则 E 的离心率是 _______.【答案】 2【解析】依题意,不妨设AB 6, AD 4 ,作出图象如下图所示 .则 2c 4,c 2;2a DF2DF1532,a 1, 故离心率c2 2 . a115.(2016 江苏 )如图,在平面直角坐标系xOy 中,F 是椭圆 x2y2的右焦点,直线yb 与椭a 2b21(a>b>0)2圆交于 B,C 两点,且BFC90,则该椭圆的离心率是.【答案】63考点:椭圆离心率【名师点睛】椭圆离心率的考查,一般分两个层次,一是由离心率的定义,只需分别求出a, c ,这注重考查椭圆标准方程中量的含义,二是整体考查,求 a,c的比值,这注重于列式,即需根据条件列出关于a,c 的一个齐次等量关系,通过解方程得到离心率的值.16.(2017 新课标Ⅰ理 15)已知双曲线 C:x2y2 1(a>0,b>0)的右顶点为A,以A为圆心,b为半径作a2b2圆 A,圆 A 与双曲线 C 的一条渐近线交于M、 N 两点 .若∠ MAN=60°,则 C 的离心率为 ________.【答案】2 33【考点】双曲线的简单性质.【名师点睛】双曲线渐近线是其独有的性质,所以有关渐近线问题受到出题者的青睐.做好这一类问题要抓住以下重点:①求解渐近线,直接把双曲线后面的 1 换成 0 即可;②双曲线的焦点到渐近线的距离是 b ;③双曲线的顶点到渐近线的距离是ab. c17.(2017 北京文 10)若双曲线x2y21的离心率为3,则实数 m=__________ .m【答案】 29)若双曲线C:x2y2218.(2017 新课标Ⅱ理1(a 0,b0 )的一条渐近线被圆x 2 4 所y2a2b2截得的弦长为2,则C的离心率为()A . 2B.3C.223 D.3【答案】 Ax2y2为直径的圆与直线bx ay 2ab 0 相切,则 C 的离心率为()A .63C .213B .3D .33【答案】 A【解析】以线段A 1 A 2 为直径的圆是 x 2 y 2 a 2 ,直线 bx ay2ab 0 与圆相切,所以圆心到直线的距离d2aba ,整理为 a 23b 2 ,即 a 23 a2c22a23c 2 ,即 c 22 , ec6,故选 A.a 2b 2a 23a32222x yxy20.(2018 北京理14)已知椭圆 M :a 2b 2 1(ab0),双曲线N :m 2n 21 .若双曲线 N 的两条渐近线与椭圆 M 的四个交点及椭圆 M 的两个焦点恰为一个正六边形的顶点,则椭圆M 的离心率为__________ ;双曲线 N 的离心率为 __________.【答案】3 1 22221.(2018 江苏 8) 在平面直角坐标系 xOy 中,若双曲线xy1(a0,b 0) 的右焦点 F (c,0) 到一条渐近线a 2b 2的距离为3c ,则其离心率的值是.2【答案】 22222.(2018 新课标Ⅱ理12)已知 F 1, F 2 是椭圆 C:x2y 2 1(a b 0) 的左、右焦点, A 是 C 的左顶点,点 Pab在过 A 且斜率为3的直线上,△ PF 1F 2 为等腰三角形,∠ F 1F 2P= 120,则 C 的离心率为 ()6A.2B .1C .1D .13 234【答案】 D2223.(2018 新课标Ⅲ理11)设 F 1,F 2 是双曲线 C:x2y 2 1(a 0,b 0) 的左,右焦点, O 是坐标原点.过 F 2ab作 C 的一条渐近线的垂线,垂足为 P .若PF 16 OP ,则 C 的离心率为 ()A . 5B . 2C . 3D . 2【答案】 C。
离心率求解经典例题离心率是描述椭圆形状的一个重要参数,它在物理学、天文学以及航天工程等领域中具有重要的应用。
本文将介绍离心率的定义、计算公式以及求解经典例题。
1. 离心率的定义在椭圆的基本参数中,离心率是用来描述椭圆形状的一个值。
离心率的定义是:离心率等于焦点间距离与长轴的比值。
假设椭圆的焦点间距离为2a,椭圆的长轴长度为2b,则离心率e的计算公式为:e = a / b离心率的值范围在0到1之间,当离心率为0时,表示椭圆为一个圆形;当离心率为1时,表示椭圆为一个抛物线;当离心率大于1时,表示椭圆为一个双曲线。
2. 离心率的计算在求解离心率时,需要已知椭圆的焦点间距离和长轴长度。
给定坐标系下的椭圆方程为:x^2 / a^2 + y^2 / b^2 = 1,其中a为椭圆长轴的一半长度,b为椭圆短轴的一半长度。
可以通过知道椭圆的焦点坐标及椭圆上一点的坐标来求解离心率。
假设椭圆的焦点坐标为(F1, 0)和(F2, 0),椭圆上一点的坐标为(x, y)。
根据距离公式,有:√((x - F1)^2 + y^2) + √((x - F2)^2 + y^2) = 2a将椭圆方程化简后,可得到:x^2 / a^2 + y^2 / b^2 = 1将上述两个方程联立,并且消去变量y,可以得到椭圆上一点坐标x的关系表达式。
将x的值代入任一方程中,即可求得y的值。
利用x和y的值,可以计算出离心率e。
3. 求解经典例题现在通过一个经典的例题来说明离心率的求解过程。
例题:已知一个椭圆的焦点坐标为(F1, 0) = (-2, 0)和(F2, 0) = (2, 0),椭圆上一点的坐标为P(x, y) = (4, 3)。
求此椭圆的离心率。
解答:根据离心率的计算公式,我们可以先求出椭圆长轴的一半长度a和短轴的一半长度b。
根据焦点坐标和椭圆上一点的坐标,可以得到a、b的计算公式如下:a = (PF1 + PF2) / 2 = (√((x - F1)^2 + y^2) + √((x - F2)^2 + y^2)) / 2 = (√((4 +2)^2 + 3^2) + √((4 - 2)^2 + 3^2)) / 2 = (11 + 5) / 2 = 8 / 2 = 4b = √(a^2 - c^2) = √(4^2 - 2^2) = √(16 - 4) = √12 = √(4 * 3) = 2√3根据得到的a和b的值,可以计算离心率e:e = a / b = 4 / (2√3) = 2 / √3 = (2 / √3) * (√3 / √3) = (2√3) / 3 ≈ 1.155所以,此椭圆的离心率约为1.155。
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 .12 B .13 C 232π4.5.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 .3⎛ ⎝⎭B .()0,1C .2⎫⎪⎪⎝⎭D .2⎛ ⎝⎭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。
求离心率取值范围—常见6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 若椭圆上存在一点P,使,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:设为椭圆上一点,则
. ①因为,所以以OA为直径的圆经过点P,所以
. ②联立①、②消去并整理得
当时,P与A重合,不合题意,舍去。
所以又,所以,
即得,即又,故的取值范围是
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 已知双曲线左、右焦点分别为F1、F2,左准线为,l P是双曲线左支上一点,并且,由双曲线第二定义得,
所以. ①由又曲线第一定义得
②由①-②得
在中,所以,
即.又,从而解得的取值范围是。
三、利用圆锥曲线的“焦三角形”+余弦定理+均值不等式
例3 设椭圆的两焦点为F1、F2,问当离心率E在什么范围内取值时,椭圆上存在点P,使=120°.
解:设椭圆的焦距为2c,由椭圆的定义知.
在中,由余弦定理得
==(
所以所以.
又,故的取值范围是
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,且左顶点在抛物线上,求椭圆离心率e的取值范围。
解:设椭圆的中心为,并延长交y轴于N,则=
因为,所以。
所以
所以椭圆离心率的取值范围为
五、将题中已知不等关系巧妙转化为关于a,b,c的不等式
例5 已知椭圆的两焦点为F1、F2,斜率为K的直线过右焦点F2,与椭圆交于A、B,与Y轴交于C,B为CF2的中点,若,求椭圆离心率e的取值范围。
解:设F2(C,0),直线则,代入椭圆方程得.
又所以,所以,
解得因为,所以
解得,所以
六、利用圆锥曲线参数方程设点,结合正余弦函数的有界性,构造关于a,b,c的不等式
例6 若椭圆上存在一点P,使,其中O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P(),由,
得,
即(①
解得
当
因此要使①有解,需,
即.
又,故e的取值范围是
总之,求圆锥曲线的离心率范围首先从定义出发,利用圆锥曲线上点坐标的范围和焦三角形的三边大小关系,结合参数方程中三角函数有界性和均值不等式,有时也常常转化为一元二次方程利用判别式或者完全平方数(式),具体问题具体对待,贵在划归转化。