专题讲座:椭圆离心率的常规求法理科 PPT
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离心率的五种求法离心率是圆锥曲线中的一个重要的几何性质,在高考中频繁出现. 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 已知标准方程或,a c 易求时,可利用离心率公式c e a=来求解。
例1. 过双曲线C :)0b (1by x 222>=-的左顶点A 作斜率为1的直线l ,若l 与双曲线M 的两条渐近线分别相交于点B 、C ,且|AB|=|BC|,则双曲线M 的离心率是( )A. 10B. 5C.310D. 25分析:这里的1,a c ==2b ,即可利用定义求解。
解:易知A (-1,0),则直线l 的方程为1x y +=。
直线与两条渐近线bx y -=和bx y =的交点分别为B )1b b ,1b 1(++-、C )1b b,1b 1(--,又|AB|=|BC|,可解得9b 2=,则10c =故有10ace ==,从而选A 。
二、变用公式)c e a =双曲线,)c e a ==椭圆,整体求出e例2. 已知双曲线22221(0,0)x y a b a b -=>>的一条渐近线方程为43y x =,则双曲线的离心率为( ) A.35 B. 34C.45D.23 分析:本题已知b a=34,不能直接求出a 、c ,可用整体代入套用公式。
解:因为双曲线的一条渐近线方程为43y x =,所以 43b a =,则53c e a ===,从而选A 。
1.设双曲线(a >0,b >0)的渐近线与抛物线21y x =+相切,则该双曲线的离心率等于( C )A. C. D.解:由题双曲线的一条渐近线方程为,代入抛物线方程整理得,因渐近线与抛物线相切,所以,即224b a =e ∴===2.过双曲线的右顶点作斜率为的直线,该直线与双曲线的两条渐近线的交点分别为.若12AB BC =uur uu u r,则双曲线的离心率是 ( )A .B .C .D . 答案:C【解析】对于,则直线方程为,直线与两渐近线的交点为B ,C ,,,222,4AB BC a b =∴=uur uu u r 因此 ,即224b a =,e ∴===3.过椭圆()的左焦点作轴的垂线交椭圆于点,为右焦点,若,则椭圆的离心率为( ) A . B . C . D .【解析】因为,再由有即2223b a =从而可得e ∴===B三、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 。
椭圆的离心率是椭圆的一个重要性质,它是反映椭圆的扁平程度的量.求椭圆的离心率问题比较常见.这类问题常与平面几何、三角函数、平面向量等知识相结合,侧重于考查同学们的逻辑推理和数学运算能力.那么,求椭圆的离心率有哪些方法呢?下面结合实例进行探讨.一、公式法我们知道,圆锥曲线的离心率公式为e=ca.因此要求椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的离心率,只需求出椭圆方程中的参数a、c的值或c与a的比值即可.例1.已知椭圆E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的长轴长是短轴长的2倍,则E的离心率为_______.解:因为椭圆的长轴长是短轴长的2倍,所以2a=4b,所以ba=12,可得e=ca本题较为简单,由题意可以很容易确定椭圆中参数a、b之间的关系,直接根据椭圆方程中参数a、b、c之间的关系a2=b2+c2,即可求得c与a的比值,从而求得椭圆的离心率.例2.已知椭圆C:x2a2+y2b2=1()a>b>0的右焦点为F()2,0,P为椭圆的左顶点,且||PF=5,则椭圆C的离心率为().A.23B.12C.25D.13解:因为椭圆的右焦点为F()2,0,所以c=2,因为P为椭圆的左顶点,所以||PF=a+c=a+2=5,解得a=3,所以椭圆C的离心率为e=ca=23.故选A.我们首先根据题意可以确定c的值;然后根据P点的位置,确定a的值,即可根据椭圆离心率的公式求得问题的答案.二、几何性质法几何性质法是指利用平面几何图形的性质解题.在求椭圆的离心率时,我们可以根据题意画出几何图形,将椭圆参数方程中的a视为长半轴长、b视为短半轴长、c视为焦半径,根据椭圆、三角形、平行四边形、梯形的性质来求得椭圆的长半轴长、短半轴长、焦半径,或建立三者之间的关系式.例3.已知椭圆C:x2a2+y2b2=1()a>b>0的左右焦点分别为F1,F2,点M是椭圆C上第一象限的点,若||MF1=||F1F2,直线F1M与y轴交于点A,且F2A是∠MF2F1的角平分线,则椭圆C的离心率为_______.解:由题意得||MF1=||F1F2=2c,由椭圆的定义得||MF2=2a-2c,记∠MF1F2=θ,则∠AF2F1=∠MF2A=θ,∠F1F2M=∠F1MF2=∠MAF2=2θ,则||AF2=||AF1=2a-2c,所以||AM=4c-2a,故ΔMF1F2∽ΔMF2A,则||MF2||F1F2=||AM||MF2,则2a-2c2c=4c-2a2a-2c,可得e2+e-1=0,解得e=5-12或e=-5-12(舍).解答本题,需运用相似三角形的性质建立关于||MF1、||F1F2||AM、||MF2的关系式,并根据椭圆的定义,即在平面内到两个定点的距离之和为定值的点的轨迹,确定||MF1、||F1F2||AM、||MF2与a、c之间的关系,从而使问题获解.例4.如图1,已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0),点M()x0,y0()x0>c是C上的一点,点A是直线MF2与y轴的交点,ΔAMF1的内切圆与MF1相切于点N,若|MN|=2||F1F2,则椭圆C的离心率e=______.解:设内切圆与AM切于Q,与AF1切于P,所以||MN=||MQ=2||F1F2=22c,||F1N=||F1P,||AP=||AQ,图141由圆的对称性知||AF 1=||AF 2,所以||PF 1=||QF 2,即||NF 1=||QF 2,所以2a=||MF 2+||MF 1=()||MQ -||QF 2+()||MN +||NF 1=||MQ +||MN =42所以e =c a =242我们先结合图形明确点、圆、椭圆之间的位置关系;然后根据椭圆的定义将问题转化为线段问题,即可根据圆的对称性、圆与切线的位置关系建立线段||MF 2、||MF 1、||MQ 、||QF 2、||MN 、||NF 1之间的关系,得到关于a 、c 的关系式,进而求出椭圆的离心率.用几何性质法解题的计算量较小,有利于提升解题的效率.三、构造齐次式在求椭圆的离心率时,若不易求出a 、c 的值或比值,则可考虑根据题目中的条件与椭圆的方程,建立关于a 、b 、c 的二次齐次式,即可根据离心率公式e =ca,得到关于e 的二次方程,进而通过解方程求得离心率e 的值.例5.如图2,已知椭圆的方程为:x 2a 2+y 2b2=1()a >b >0,过原点的直线交椭圆于M ,N 两点,点P 在x 轴上,其横坐标是点M 横坐标的3倍,直线NP 交椭圆于点Q .若直线QM 恰好是以MN 为直径的圆的切线,求椭圆的离心率.解:设M ()x 1,y 1,Q ()x 2,y 2,则N ()-x 1,-y 1,P ()3x 1,0,设直线MN 、QM 、NP 的斜率分别为k 1、k 2、k 3,则k 1=y 1x 1,k 2=y 2-y 1x 2-x 1,k 3=0+y 13x 1-()-x 1=y 14x 1=14k 1,因为直线QM 是圆的切线,所以QM ⊥MN ,k 1k 2=-1,所以k 2k 3=-14,又Q 在直线NP 上,所以k 3=y 2+y 1x 2+x 1,因为M 、Q 在椭圆x 2a 2+y 2b 2=1()a >b >0上,所以x 21a 2+y 21b 2=1,x 22a 2+y 22b2=1,将上述两式相减得x 21-x 22a 2+y 21-y 22b 2=0,整理得y 2+y 1x 2+x 1⋅y 2-y 1x 2-x 1=-b 2a 2,故k 2k 3=-b 2a 2=-14,即b 2a 2=14,可得a 2-c 2a 2=34,即a2-c 2a 2=1-e 2=14,解得e 我们先根据三条直线与圆、椭圆的位置关系建立关于a 、c 的二次齐次式a 2-c 2a 2=34;再根据离心率公式e=c a ,建立关于e 的方程,即可求得e 的值.在求得e 的值后,一定要注意检验所得的值是否在(0,1)内,以确保得到的答案是正确的.图2图3例6.如图3,已知AB 直线过椭圆x 2a 2+y 2b2=1()a >b >0的左焦点F ()-2,0,且与椭圆交于A 、B 两点,与y 轴交于点C ,若点C ,F 分别是线段AB 的三等分点,则该椭圆的离心率为_______.解:因为点C 、F 是线段AB 的三等分点,由图3可知C 为AF 的中点,右焦点为F 2,所以AF 2//OC ,所以AF 2⊥x 轴,由椭圆的方程得A 点的坐标为()c ,b 2a ,C ()0,b 22a,因为C ,B 关于F 对称,所以B 点的坐标为()-2c ,-b 22a ,将其代入椭圆的方程x 2a 2+y 2b2=1()a >b >0中得:4c 2a 2+b 24a2=1,即16c 2+b 2=4a 2,得a 2=5c 2,所以离心率为e =c a 先由点C 、F 是线段AB 的三等分点可得AF 2//OC ;再根据线段的对称性可求得B 点的坐标;最后将其代入椭圆中,即可建立关于a 、b 、c 的二次齐次式,进而得到关于椭圆离心率e 的方程.无论采用哪种方法求椭圆的离心率,我们需明确解题的目的有两个:一是通过计算求得c 与a 的值;二是利用已知条件建立关于c 与a 的齐次式,进一步将其转化为关于ca的方程.(作者单位:四川省内江市威远中学校)42。