圆锥曲线离心率的求法总结
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离心率根据不同的条件有五种求法:
一、已知圆锥曲线的标准方程或a、c易求时,可2113利用率心率公式e=c/a 来解决。
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a、c的一元方程,从而5261解得离心率e。
三、采用离心率的定义以及椭圆的定义求解。
四、根据圆4102锥曲线的统一定义求解。
五、构建关于e的不等式,求e的取值范围。
扩展资料:
由于要验证3组数据的可靠性,1653因而也很难严格地评价w值的可靠性。
当提出更新更可靠的值内或蒸气压数据时,在原则上应该重新计算w值。
但过去的一系列方程(其中许多是状态方程)已经使用当时的w值建立了相应的经验关系,对于这些方程仍以使用当时的tO值为宜。
被广泛使用的w值主要来自专用手册,如Reid的专著容或文献,但是Reid的专著提供的数据并非全是实验值,因为蒸气压数据多于临界数据,所以w的数据基本决定于临界数据;当缺乏临界数据时,w的数据一定是估算的。
参考资料来源:百度百科-离心率。
一、快速求离心率的两种技巧 1. 赋值法适用于知道c b a ,,中两者之间的关系,如b a 2=,令12==b a ,,则233==e c , 2. 齐次式(等式两边次数和相同)如ac b 22=,则ac c a 222=-,该式左右两边次数之和都是二次,因此同乘21a 得e e 212=-,解得21+-=e (负值舍去)如22442c a c a =-应同乘41a ,2333ac c a =-应同乘31a注意:齐次式的方法必须消去b ,如222422c ab b a c b a =++⇒=+就无法用此法, 应该222222244442c a ac a c b ac a c b a c -=-+⇒=-+⇒=- 二、利用顶角求离心率的取值范围在椭圆中,顶角∠211F P F 最大. 证明:设∠θ=21PF F ,由余弦定理知()1412422424222222222-≥-=--+=-+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+n m b mn b mn mn c n m mn c n m θcos 当且仅当n m =,θcos 取得取最小值.又因为(]πθ,0∈,θcos 单调递减,所以θcos 取得取最小值时,θ最大,此时a n m ==,=θ∠211F P F .例1. 椭圆()0012222>>=+b a by a x ,的两个焦点是21F F ,.若P 为其上一点,且∠321π=PF F ,则椭圆离心率e 的取值范围是 .例2.(2017全国I,12)设B A ,是椭圆1322=+my x C :长轴的两个端点,若C上存在点M 满足∠︒=120AMB ,则m 的取值范围是A . (][)+∞⋃,,910B . (][)+∞⋃,,930C . (][)+∞⋃,,410D . (][)+∞⋃,,430变式1:若B A ,是椭圆()0012222>>=+b a by a x ,长轴的两个端点,Q 为椭圆上的一点,使∠︒=120AQB ,求此椭圆离心率最小值为 .变式2:已知21F F ,是椭圆()0012222>>=+b a b y a x ,的两个焦点,P 是椭圆上一点,且∠9021=PF F ,则椭圆离心率e 的取值范围是 .三、利用焦半径求离心率取值范围在椭圆中,21F F ,是椭圆()0012222>>=+b a by a x ,的两个焦点,P 是椭圆上一点,则c a PF c a +≤≤-2同理,双曲线中,a c PF -≥2. 例1.椭圆()0012222>>=+b a by a x ,的两个焦点是21F F ,.若P 是椭圆上一点,且212PF PF =,则此椭圆离心率的取值范围是 . 例2.已知双曲线()0012222>>=-b a by a x ,的左右焦点分别为21F F ,,点P 在双曲线的右支上,且214PF PF =,则此双曲线离心率e 的最大值为 .变式1.已知双曲线()0012222>>=-b a by a x ,的左右焦点分别为21F F ,,P 是双曲线上异于实轴端点的点,满足1221F PF a F PF c ∠=∠sin sin ,则双曲线离心率e 的取值范围是( )A . ()3121++, B . ()+∞+,21C . ()212+, D . ()211+,四、利用渐近线求离心率取值范围过双曲线内一点①与双曲线只有一个交点的直线有两条(与渐近线平行)②与双曲线右支有两个交点的直线的斜率范围⎪⎭⎫⎝⎛+∞⎪⎭⎫ ⎝⎛-∞-,,a b a b③与双曲线左、右两支相交于两点的直线的斜率范围⎪⎭⎫⎝⎛+-a b a b ,.例1. 斜率为2的直线过中心在原点且焦点在x 轴上的双曲线的右焦点,与双曲线的两个焦点分别在左右两支上,则双曲线离心率的取值范围是 例2.设双曲线()01222>=-a y ax C :与直线1=+y x l :相交于两个不同的点B A ,,求双曲线C 的离心率e 的取值范围.变式 1. 已知双曲线()0012222>>=-b a by a x ,的右焦点为F ,若过点F 且倾斜角为60的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,则双曲线离心率的取值范围是( )A . (]21,B . ()21,C . [)+∞,2 D . ()+∞,2五、椭圆与双曲线共焦点问题 例1.已知共焦点21F F ,的的椭圆与双曲线,它们的一个公共点是P ,若021=⋅P F P F ,则椭圆的离心率1e 与双曲线的离心率2e 的关系式为( ) A .2112221=+e e B . 2112221=-e e C . 22221=+e e D . 22122=-e e变式 1. 设椭圆11022=+y x 双曲线1822=-y x 的公共焦点分别为21F F ,, P 是这两个曲线的交点,则21F PF ∆的外接圆半径为( )A . 1B . 2C . 22D . 3变式 2. 已知21F F ,是椭圆与双曲线的公共焦点,P 是它们的一个公共点,且321π=∠PF F ,则椭圆和双曲线的离心率的倒数之和的最大值为( )A .334 B . 332 C .3 D . 3 六、圆锥曲线再论共焦点模型设椭圆和双曲线的长半轴分别为21a a ,,由椭圆和双曲线的定义知22112122a PF PF a PF PF =-=+,解得212211a a PF a a PF -=+=例1.椭圆与双曲线有公共焦点21F F ,,它们在第一象限的交点为A ,且21AF AF ⊥,︒=∠3021F AF ,则椭圆与双曲线的离心率之积为( )A . 2B . 3C .21D .23 例2.已知中心在原点的椭圆与双曲线有公共焦点,左、右焦点分别为21F F ,,且两条曲线在第一象限的交点为P ,21F PF ∆是以1PF 为底边的等腰三角形.若101=PF ,椭圆与双曲线的离心率分别为21e e ,,则121+⋅e e 的取值范围为( )A . ()+∞,1B . ⎪⎭⎫⎝⎛+∞,34 C .⎪⎭⎫⎝⎛+∞,56 D . ⎪⎭⎫⎝⎛+∞,910变式1.已知21F F ,是椭圆与双曲线的公共焦点,P 是它们的一个公共点,且11PF PF >,椭圆的离心率为1e ,双曲线的离心率为2e ,若211F F PF =,则3321e e +的最小值为( )A . 326+B . 226+C . 8D . 6变式2. 已知中心在原点的椭圆与双曲线有公共焦点21F F ,都在x 轴上,记椭圆与双曲线在第一象限的交点为P ,若21F PF ∆是以1PF (1F 为左焦点)为底边的等腰三角形,双曲线的离心率为3,则椭圆的离心率为七、圆锥曲线三站共焦点模型设θ221=∠PF F ,在21F PF ∆中,221211212122cb a a PF PFc F F +==+=由余弦定理知,()()()θθθ212421222212121221212221221cos cos cos +-=+-+=-+=PF PF a PF PF PF PF PF PF PF PF F F可得()θθ212212212121cos cos +=+-=b c a PF PF ,θθθθtan cos sin sin 21212121222121b b PF PF S PF F =+==∆ 同理可得,θtan 2221b S PF F =∆ 所以θθtan tan 2221b b =⇒()()222222212222221a c c a a c c a -=-⇒-=-θθθcos sin tan 两边同时除以2c ,得到1222212=+e e θθcos sin 例1.设21e e ,分别为具有公共焦点1F 与2F 的椭圆和圆锥曲线的离心率,P 为两曲线的一个公共点,且满足021=⋅PF PF ,则()2212221e e e e +的值为( ) A .21B . 1C . 2D . 不确定 例2.已知椭圆与双曲线有公共焦点21F F ,,P 是它们的一个交点,且321π=∠PF F ,记椭圆和双曲线的离心率分别为21e e ,,则当211e e 取最大值时,的值分别是( )A .2622, B . 2521, C . 633, D . 342, 变式 1. 已知椭圆与双曲线有公共焦点21F F ,,P 是它们的一个交点,且321π=∠PF F ,记椭圆和双曲线的离心率分别为21e e ,,则2111e e +的最大值为 .变式2.已知椭圆1C 和双曲线2C 焦点相同,且离心率互为倒数,21F F ,是它们的公共21e e ,焦点,P 是椭圆与双曲线在第一象限的交点,若321π=∠PF F ,则椭圆1C 的离心率为A .33 B . 23 C . 22 D . 21八、圆锥曲线线段最值问题空间中定点到圆锥曲线上动点线段长度问题 处理策略:1. 二次函数 2. 参数方程例1. 设Q P ,分别为()2622=-+y x 和椭圆11022=+y x 上的点,则Q P ,两点间的最大距离是A . 25B .246+ C . 27+ D . 26九、圆锥曲线椭圆的焦半径公式椭圆的第二定义:平面上到定点F 的距离与到定直线的距离之比为常数e .对椭圆12222=+b y a x ,相对于焦点()0,c F 的准线方程是c a x 2=设过左焦点1F 的直线交椭圆于点B A ,,过A 向准线ca x 2=作垂线于点D⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫⎝⎛-==⇒=θcos 1211AF c c a e AD e AF e AD AF 解得θcos c a b AF -=21同理可得,θcos c a b BF +=21设()121>=λλAF AF ,得θθθθθθλcos cos cos cos cos cos e e c a c a c a b c a b -+=-+=+-=1122⇒11-+=λλθcos e 即1111BF AF BF AF e +-==和差θcos例1. 双曲线),(:0012222>>=-b a by a x C 的右焦点为F ,过F 且斜率为3的直线交C 与B A ,两点,若FB AF 4=,则C 的离心率为例2. 已知椭圆),(:0012222>>=+b a by a x C 的离心率为23,过右焦点F 且斜率为)(0>k k 的直线与C 相交于与B A ,两点.若BF AF 3=,则=k变式 1. 已知F 是椭圆C 的一个焦点,B 是短轴的一个端点,线段BF 的延长线交C 于点D ,且FD BF 2=,则C 的离心率为变式 2. 设椭圆),(:0012222>>=+b a by a x C 的右焦点F ,过F 的直线与椭圆C 相交于与B A ,两点,直线l 的倾斜角为︒60,FB AF 2= (1) 求椭圆C 的离心率 (2) 如果215=AB ,求椭圆C 的的方程.十、椭圆的焦半径公式坐标式 设椭圆上一点),(y x A ,则exa AF ex a AF -=+=21例1. 已知ABC ∆是椭圆192522=+y x 的内接三角形,F 是椭圆的右焦点,且ABC ∆的重心在原点0,则C B A ,,三点到F 的距离之和为( )A . 9B . 15C . 12D . 8变式1. 已知椭圆13422=+y x 的左右焦点分别为21F F ,,P 为椭圆上一动点. (1) 求21PF PF 的取值范围; (2) 求21PF PF ⋅的取值范围.九、快速求离心率的两种技巧 十、利用顶角求离心率的取值范围 例1.解:由题意知,有一点P 使∠321π=PF F ,则椭圆的顶角∠3211π≥F P F ,所以∠621π≥F OP ,又因为a c F OP =21sin ,则21621=≥=πsin sin a c F OP 故⎪⎭⎫⎢⎣⎡∈121,e例2.变式1.变式2.十一、利用焦半径求离心率取值范围例1.例2.变式1.十二、利用渐近线求离心率取值范围例1变式1十三、椭圆与双曲线共焦点问题例1变式2十四、圆锥曲线再论共焦点模型例1例2变式1变式2十五、圆锥曲线三站共焦点模型例1例2变式1变式2十六、圆锥曲线线段最值问题例1九、圆锥曲线椭圆的焦半径公式例1例2变式1变式2十、椭圆的焦半径公式坐标式例1变式1。
思路探寻离心率是圆锥曲线中双曲线和椭圆的重要性质.在解答圆锥曲线离心率问题时,要重点关注圆锥曲线的性质、离心率公式以及圆锥曲线的标准方程,根据题中所给的条件求出a 、c 的值或关系式,进而求得圆锥曲线的离心率.具体可采用以下三种方法.一、公式法我们知道,离心率e =ca.在求圆锥曲线的离心率时,我们可以根据题目中的已知条件直接对问题进行求解.求出a 、b 、c 的值或关系式后,结合圆锥曲线标准方程中a 、b 、c 之间的关系来求得a 、c 的值,再根据公式e =ca求出离心率.例1.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1()a >0,b >0,双曲线C 的两个焦点及虚轴的两个端点构成一个四边形,且四边形中有一个内角为60°,则双曲线C 的离心率为.解:设双曲线C 的焦点坐标是F 1和F 2,虚轴的两个端点是B 1和B 2,则四边形F 1B 1F 2B 2为菱形.若∠B 2F 1B 1=60°,则∠B 2F 1F 2=30°,由勾股定理可知c=3b ,a =2b ,故双曲线C 的离心率e =c a =.若∠F 1B 2F 2=60°,则∠F 1B 2B 1=30°,由勾股定理可知b =3c ,不满足c >b .综上所述,双曲线C 的离心率为e =.解答本题,我们需首先根据题意绘制出几何图形,然后根据菱形的性质和勾股定理求出a 、c 的关系式,再利用离心率公式求得结果.二、定义法定义法是根据圆锥曲线的定义来求其离心率的方法.运用这一方法解题,需熟知圆锥曲线的第一定义和第二定义.我们根据第一定义,分析曲线上的点与两焦点的距离,便可以求出2a 、2c 的值或关系式;根据第二定义,通过研究曲线上点到准线的距离,就可以确定曲线的离心率.例2.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1()a >0,b >0,过双曲线C 的右焦点F 且斜率为3的直线与双曲线C交于A ,B 两点,若 AF =4FB ,则C 的离心率为.解:设l 为双曲线C :x 2a 2-y2b2=1的右准线,过A ,B分别作AM ⊥l 于M ,BN ⊥l 于N ,BD ⊥AM 于D ,如图所示,∵直线AB 的斜率为3,∴AB 的倾斜角为60∘,∴∠BAD =60∘,|| AD =12|| AB .根据双曲线的第二定义可得||AM -||BN =||AD =1e()AF - FB =12|| AB =12()||AF +|| FB .又∵ AF =4 FB ,1e ∙3FB =52FB ,∴e =65.我们首先根据圆锥曲线的第二定义作出准线,结合几何图形找出曲线上的点到准线的距离,建立关系式,便可求出曲线的离心率.三、齐次式法有时,我们根据已知条件和圆锥曲线的定义、性质很难求出a 、c 的值,只能得到相关的关系式,此时,可以根据已知条件构造关于a 、c 的齐次式,然后通过恒等变换将其转化为关于离心率e 的一元二次方程,解方程便可快速求得曲线的离心率.例3.已知F 1,F 2分别是椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点,过F 1且垂直于x 轴的直线与椭圆交于A ,B 两点,若△ABF 2是锐角三角形,则该椭圆的离心率e 的取值范围是.解:∵F 1,F 2分别是椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,∴F 1(-c ,0),F 2(c ,0),A æèçöø÷-c ,b 2a ,B æèçöø÷-c ,b 2a ,∵△ABF 2是锐角三角形,∴∠AF 2F 1<45°,∴tan ∠AF 2F 1<1,∴b 2a 2c<1,整理得b 2<2ac ,∴a 2-c 2<2ac ,两边同时除以a 2并整理得e 2+2e -1>0,解得e >2-1或e <-2-1(舍去),∵0<e <1,∴椭圆的离心率e 的取值范围是(2-1,1).我们首先根据锐角三角形的性质确定∠AF 2F 1的取值范围,由此建立关于a 、c 的二次齐次式,然后将其转化为关于e 的一元二次方程来进行求解.上述三种方法都是求圆锥曲线离心率的常用方法.其中,公式法与定义法是同学们使用较多的方法,也较为简单.而齐次式法一般适用于求解较为复杂的题目,解题过程中的计算量也较大.(作者单位:新疆阿克苏地区第二中学)求圆锥曲线离心率的方法荀文文53Copyright©博看网 . All Rights Reserved.。
离心率是圆锥曲线的一个几何性质.与圆锥曲线离心率有关的问题主要考查圆锥曲线的定义、性质以及离心率的公式,属于一类基础性的问题.求圆锥曲线离心率的关键是求得圆锥曲线方程中a、b、c的值或关系式.本文重点介绍求圆锥曲线离心率的三种方法,以供大家参考.一、公式法公式法是指运用公式e=c a求出离心率的方法.在解题时,我们可以根据已知条件以及圆锥曲线的标准方程、性质建立与a、c相关的关系式,结合圆锥曲线中a、b、c之间的关系求出a、c的值,然后利用公式e=ca求得离心率的大小.例1.过双曲线C:x2-y2b2=1()b>0的左顶点A作斜率为1的直线l,若直线l与双曲线的两条渐近线分别交于B,C,且||AB=||BC,则双曲线的离心率为____.解:由双曲线的方程可知a=1,∴点A()-1,0,∴直线l方程为y=x+1,∵双曲线C:x2-y2b2=1()b>0知两条渐近线分别为y=bx,y=-bx,∴Bæèöø-1b+1,b b+1,Cæèöø1b-1,b b-1,∵||AB=||BC,∴b2=9,c=b2+1=10,∴e=c a=10.我们首先根据双曲线的方程求出a的值,然后由B、C两点的坐标以及已知条件||AB=||BC建立关于b的式子,求得b、c的值,便可利用离心率公式求得问题的答案.二、齐次式法齐次式法是求圆锥曲线离心率的重要方法之一.齐次式法是指通过构建齐次式来解答问题的方法.有些问题中a、c的值不易直接求出,我们可以结合已知条件构造关于a、c的齐次式,通过解方程得到e=ca的值.例2.已知F1,F2分别是双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的两个焦点,以线段F1F2为边作正△MF1F2,若MF1的中点在双曲线上,则双曲线的离心率为____.解:结合题意绘制如图的图形,设||OF1=c,MF1的中点为P,∴点P的横坐标为-c2,∵||PF1=12||F1F2=c,由焦半径公式可得||PF1=-2x p-a,∴c=-c a׿èöø-c2-a,化简得c2-2a2-2ac=0,∴e2-2e-2=0,解方程得e1=1+3,e2=1-3()舍去,∴双曲线的离心率为1+3.在解答上题的过程中,需建立关于a、c的齐次式,再将其左右同除以a2,通过整理和化简得到关于e的一元二次方程,解方程便可求得e的值.三、定义法定义法是指利用圆锥曲线的定义求出离心率的方法.一般地,圆锥曲线的定义中都蕴含着a(动点到圆锥曲线上两焦点的距离之和或差)与c(焦点之间的距离)之间的关系.因此在求圆锥曲线的离心率时,我们可以根据圆锥曲线的定义绘制相应的图形,找出a、c对应的线段,建立关系式,便可求得圆锥曲线的离心率.例3.设F1,F2分别是椭圆x2a2+y2b2=1(a>0,b>0)的左,右焦点,点P在椭圆C,线段PF1的中点在y轴上,若∠PF1F2=30∘,则椭圆的离心率为_____.解:∵线段PF1的中点在y轴上,F1F2的中点为点O,∴PF2//y轴,∴PF2⊥F1F2,∵∠PF1F2=30∘,∴在Rt△PF1F2中,||PF1:||PF2:||F1F2=2:1:3,∵2a=||PF1+||PF2,2c=|F1F2∴e=c a=2c2a=||F1F2||PF1+||PF2=.解答本题,需结合题意绘制出图形,通过解直角三角形PF1F2得到||PF1、||PF2、||F 1F2的关系式,结合椭圆的定义求得a与c的值以及e的值.公式法、齐次式法、定义法都是解答圆锥曲线离心率问题的有效方法.其中公式法和定义法是比较常用的方法,齐次式法虽然较为复杂,但能有效地简化运算.(作者单位:广东省惠州市博罗县石湾中学)解题宝典翟勇超38Copyright©博看网 . All Rights Reserved.。
圆锥曲线的离心率问题离心率是圆锥曲线的一个重要几何性质,一方面刻画了椭圆,双曲线的形状,另一方面也体现了参数,a c 之间的联系。
一、基础知识: 1、离心率公式:ce a=(其中c 为圆锥曲线的半焦距) (1)椭圆:()0,1e ∈ (2)双曲线:()1,+e ∈∞ 2、圆锥曲线中,,a b c 的几何性质及联系 (1)椭圆:222a b c =+, (2)双曲线:222c b a =+3、求离心率的方法:求椭圆和双曲线的离心率主要围绕寻找参数,,a b c 的比例关系(只需找出其中两个参数的关系即可),方法通常有两个方向:(1)利用几何性质:如果题目中存在焦点三角形(曲线上的点与两焦点连线组成的三角形),那么可考虑寻求焦点三角形三边的比例关系,进而两条焦半径与a 有关,另一条边为焦距。
从而可求解(2)利用坐标运算:如果题目中的条件难以发掘几何关系,那么可考虑将点的坐标用,,a b c 进行表示,再利用条件列出等式求解,或者带入曲线求解 (3)利用三角形的相似关系 (4)利用点线距离关系4、离心率的范围问题:在寻找不等关系时通常可从以下几个方面考虑:(1)题目中某点的坐标是否有范围要求:例如椭圆与双曲线对横坐标的范围有要求。
如果问题围绕在“曲线上存在一点”,则可考虑该点坐标用,,a b c 表示,且点坐标的范围就是求离心率范围的突破口 (2)若题目中有一个核心变量,则可以考虑离心率表示为某个变量的函数,从而求该函数的值域即可 (3)通过一些不等关系得到关于,,a b c 的不等式,进而解出离心率注:在求解离心率范围时要注意圆锥曲线中对离心率范围的初始要求:椭圆:()0,1e ∈,双曲线:()1,+e ∈∞ 二、考点一:求离心率 方法一:焦点三角形问题例1(1):设12,F F 分别是椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的左、右焦点,点P在椭圆C 上,线段1PF 的中点在y 轴上,若1230PF F ∠=,则椭圆的离心率为( )A .3 B .6 C .13 D .16答案:A小炼有话说:在圆锥曲线中,要注意O 为12F F 中点是一个隐含条件,如果图中存在其它中点,则有可能与O 搭配形成三角形的中位线。
圆锥曲线是高中数学的一个重要内容,其中离心率的求解是常考知识点之一。
本文将介绍圆锥曲线中离心率的14种求解方法,包括定义法、两点法、点差法、判别式法、参数方程法、切线法、弦长公式法、基本不等式法等。
每种方法都有其适用条件和优缺点,同学们可以根据具体情况选择合适的方法进行解题。
方法一:定义法定义法是通过利用圆锥曲线的定义来求解离心率的。
对于椭圆和双曲线,可以利用椭圆和双曲线的中心和对称性,以及长度的不减性来求解离心率的范围。
这种方法适用于简单的情况,但在复杂的情况下需要结合其他方法进行求解。
方法二:两点法两点法适用于求解椭圆的离心率。
当焦点在x 轴上时,设左、右两个顶点分别为A1、A2,焦距为F1、F2,通过求出丨FA1丨-丨FA2丨来求出离心率e 的范围。
当焦点在y 轴上时,同样利用左右顶点及中心来解题。
这种方法简单直观,但需要学生掌握椭圆的性质。
方法三:点差法点差法适用于求解圆锥曲线的离心率的范围。
通过将圆锥曲线上两个点的坐标进行差分,得到关于离心率的方程,从而求解离心率的值或范围。
这种方法需要学生具有一定的技巧和经验,但对于一些较为复杂的问题,能够得到事半功倍的效果。
方法四:判别式法对于双曲线和抛物线,判别式法是一种常用的求解离心率的简便方法。
通过将圆锥曲线的方程化简为二次方程或一元二次方程,利用判别式小于零得到离心率的范围。
这种方法简单易行,但需要学生具有一定的数学基础和解题技巧。
方法五:参数方程法对于一些较为复杂的圆锥曲线,可以使用参数方程来求解离心率的值或范围。
通过将圆锥曲线转化为参数方程的形式,利用参数的几何意义或结合不等式进行求解。
这种方法能够解决一些较为困难的问题,但需要学生掌握参数方程的相关知识和技巧。
方法六:利用切线法求椭圆离心率根据椭圆的性质,椭圆的左、右焦点到相应准线的距离称为离心率;若过椭圆上某点作坐标轴的垂线,与以该点为起点的直角三角形相似,则此直角三角形的另一顶点在焦点上,此定点即为椭圆的上下顶点;而椭圆上的点到左右顶点的距离之和为定值(2a)。
思路探寻离心率是圆锥曲线的基本性质之一.圆锥曲线的离心率问题常以填空或选择题的形式出现,题目的难度适中.这类问题的常见命题形式有:(1)求椭圆、双曲线的离心率;(2)求圆锥曲线离心率的取值范围、最值.本文主要探讨一下求解圆锥曲线离心率问题的两种途径:构造齐次方程和利用离心率公式.一、构造齐次方程在求解圆锥曲线的离心率问题时,我们通常可根据已知的条件和圆锥曲线的方程,得到关于a 2、b 2、c 2或a 、b 、c 的等量关系.那么我们就可以结合椭圆、双曲线的方程中参数a 、b 、c 之间的关系a 2+b 2=c 2或a 2-b 2=c 2,将关于a 2、b 2、c 2或a 、b 、c 的等量关系进行变形,构造出关于a 、b 、c 齐次方程,将问题转化为求c 2a 2,进而求得圆锥曲线的离心率e .例1.已知点A 、B 是椭圆C :x 2a 2+y2b2=1()a >b >0长轴上的两个顶点,点P 在椭圆上(异于A 、B 两点).若直线PA 、PB 斜率之积为a -4c3a,则椭圆的离心率为().A.13B.14C.23D.34解:设点P 的坐标为()m ,n ,则m 2a 2+n 2b 2=1,m 2-a 2=-a 2n 2b 2,设A ()-a ,0,B ()a ,0,则k PA ∙k PB =n m +a ∙n m -a =n 2m 2-a 2=n 2-a 2n 2b 2=-a 2b2=-a -4c 3a ,整理得3c 2+4ac -4a 2=0,即3e 2+4e -4=0,解得e =23或e =-2(舍去),故答案为选项C .解答本题,需先根据椭圆的方程和直线的斜率公式建立关于a 、b 、c 的方程;然后根据椭圆的a 、b 、c 之间的关系a 2+b 2=c 2,将所得的关系式变形为关于a 、c 的齐次方程3c 2+4ac -4a 2=0,通过解方程求得e 的值.例2.已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)与过原点的直线l 交于P 、Q 两点(P 在第一象限),过点P 作l 的垂线,与双曲线交于另一个点A ,直线QA 与x 轴交于点B ,若点B 的横坐标为点Q 横坐标的两倍,则双曲线的离心率为______.解:由题意可知,直线PQ 的斜率存在且不为零,设直线PQ :y =kx ()k ≠0,设点P ()t ,kt ,得点Q ()-t ,-kt ,点B ()-2t ,0,∵AP ⊥PQ ,∴k AP =-1k,∴直线AP :y -kt =-1k()x -t ,又∵k AQ =k BQ =kt -2t +t=-k,∴直线AQ :x =-1ky -2t ,由ìíîïïy -kt =-1k()x -t ,x =-1k y -2t ,可得ìíîïïïïx =-3k 2t +tk 2-1,y =kt ()3+k 2k 2-1,即A æèççöø÷÷-t ()3k 2+1k 2-1,kt ()k 2+3k 2-1,∵点A 在双曲线上,∴t 2()3k 2+12a 2()k 2-12-k 2t 2()k 2+32b 2()k 2-12=1,又∵P 在双曲线上,∴t 2a 2-k 2t 2b 2=1,∴t 2=a 2b 2b 2-a 2k 2,可得b 2()3k 2+12()k2-12()b 2-a 2k2-k 2a 2()k 2+32()b 2-a 2k 2()k2-12=1,化简得b 2()8k 4+8k 2=a 2k 2()8k 2+8,50思路探寻∵k≠0,∴b2=a2,∴a2=c2-a2,可得c2a2=2,即双曲线的离心率e=2.本题较为复杂,我们需首先结合直线AP、PQ的方程和双曲线的方程建立关于k、t、b、a的关系式;然后结合双曲线中a、b、c之间的关系a2+b2=c2,通过消元、代换,得到关于a、c的齐次方程,进而求得离心率e的值.二、利用公式法公式法是求解圆锥曲线离心率问题的重要方法,主要是利用离心率公式e=c a来求圆锥曲线的离心率.在解题时,可先灵活运用圆锥曲线的定义、几何性质列出关于a、b、c的关系式;然后通过移项、化简等方式,将关系式转化为关于a、c的关系式;最后根据公式e=c a求出离心率的值.例3.如图1,已知F1、F2分别是曲线C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左右焦点,过点F2的直线与双曲线C的右支交于点P、Q两点,若PQ⊥PF1,||PQ=||PF1,则双曲线C的离心率为().图1A.6-3B.5-22C.5+22D.1+22解:因为PQ⊥PF1,||PQ=||PF1,由双曲线的定义可得||PF1-||PF2=||PQ-||PF2=||QF2=2a,||QF1-||QF2=2a,所以||QF1=4a,由∠F1QF2=π4,得||F1F2=2c,在△QF1F2中,由余弦定理可得16a2+4a2-2×4a×2a=4c2,化简得e==5-22.故答案为选项C.我们根据已知条件,利用双曲线的定义、余弦定理得到a、c等量关系式,即可根据离心率公式直接求得双曲线的离心率.例4.如图2,已知F1、F2分别为双曲线C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左右焦点,过点F1的直线与双曲线交左支于A、B两点,且||AF1=2||BF1,以点O为圆心,OF2为半径的圆经过点B,则椭圆C的离心率为_____.图2解:由题意可得∠F1BF2=90°,设||BF1=m,||BF2=m+2a,||AF1=2m,则||AF2=2m+2a,||AB=3m,在Rt△ABF2中,由勾股定理可得()2a+m2+()3m2=()2m+2a2,解得m=23a,则||BF1=2a3,||BF2=8a3,在Rt△F1BF2中,由勾股定理可得æèöø2a32+æèöø8a32=()2c2,化简得c=,所以椭圆的离心率为e=ca=.在解答本题时,要先仔细研究图形,结合圆的几何性质以及椭圆的定义找出a、b、c之间的关系;然后利用勾股定理得到关于a、c的关系式;最后将其代入圆锥曲线的离心率公式中,就能得到椭圆的离心率.相比较而言,公式法比较直接、简单,但需灵活运用圆锥曲线的性质和定义;而齐次化法较为复杂,运用该方法解题运算量较大.同学们需反复练习,领悟其中的要义,从而高效地解答问题.(作者单位:云南省曲靖市第二中学)51。
关于椭圆离心率设椭圆得左、右焦点分别为,如果椭圆上存在点P,使,求离心率e 得取值范围。
解法1:利用曲线范围 设P(x,y ),又知,则将这个方程与椭圆方程联立,消去y,可解得解法2:利用二次方程有实根由椭圆定义知又由,知则可得这样,与是方程的两个实根,因此∠=︒+===--+-=F PF PF PF F F c PF PF a c PF PF u au a c 12122212221222122229042220||||||||||()||||()解法3:利用三角函数有界性 记||sin ||sin ||sin ||||sin sin ||||||||sin sin sin cos cosPF PF F F PF PF F F PF PF a F F c e c a 121212121212902211222122βααβαβαβαβαβ==︒⇒++=+====+=+-=-又,,则有解法4:利用焦半径 由焦半径公式得||||||||||PF a ex PF a ex PF PF F F a cx e x a cx e x c a e x c x c a e P x y x a x a 12122212222222222222222222224220=+=-+=+++-+=+==-≠±≤<,又由,所以有即,又点(,)在椭圆上,且,则知,即解法5:利用基本不等式 由椭圆定义,有 平方后得42228212221212221222a PF PF PF PF PF PF F F c =++⋅≤+==||||||||(||||)||解法6:巧用图形得几何特性 由,知点P在以为直径得圆上。
又点P 在椭圆上,因此该圆与椭圆有公共点P 故有演练一、直接求出或求出a与b得比值,以求解。
在椭圆中,,1、已知椭圆得长轴长就是短轴长得2倍,则椭圆得离心率等于_____2、已知椭圆两条准线间得距离就是焦距得2倍,则其离心率为_____3、若椭圆经过原点,且焦点为,则椭圆得离心率为____4、已知矩形ABCD,AB=4,BC=3,则以A、B为焦点,且过C、D两点得椭圆得离心率为___5、若椭圆短轴端点为满足,则椭圆得离心率为___6、、已知则当mn取得最小值时,椭圆得得离心率为____7、椭圆得焦点为,,两条准线与轴得交点分别为,若,则该椭圆离心率得取值范围就是_________8、已知F1为椭圆得左焦点,A、B分别为椭圆得右顶点与上顶点,P为椭圆上得点,当PF1⊥F1A,PO∥AB(O为椭圆中心)时,椭圆得离心率为___________9、P就是椭圆+=1(a>b>0)上一点,就是椭圆得左右焦点,已知椭圆得离心率为_____10、已知就是椭圆得两个焦点,P就是椭圆上一点,若,则椭圆得离心率为_______11、在给定椭圆中,过焦点且垂直于长轴得弦长为,焦点到相应准线得距离为1,则该椭圆得离心率为_______二、构造得齐次式,解出1.已知椭圆得焦距、短轴长、长轴长成等差数列,则椭圆得离心率就是____2.以椭圆得右焦点F2为圆心作圆,使该圆过椭圆得中心并且与椭圆交于M、N两点,椭圆得左焦点为F1,直线MF1与圆相切,则椭圆得离心率就是_____3.以椭圆得一个焦点F为圆心作一个圆,使该圆过椭圆得中心O并且与椭圆交于M、N两点,如果∣MF∣=∣MO∣,则椭圆得离心率就是_____4.设椭圆得两个焦点分别为F1、、F2,过F2作椭圆长轴得垂线交椭圆于点P,若△F1PF2为等腰直角三角形,则椭圆得离心率就是_____5.已知F1、F2就是椭圆得两个焦点,过F1且与椭圆长轴垂直得直线交椭圆于A、B两点,若△ABF2就是正三角形,则这个椭圆得离心率就是_____三、寻找特殊图形中得不等关系或解三角形。
圆锥曲线中离心率的求法在解析几何中,求离心率在高考中经常出现,解法较灵活,下面就介绍些常用的方法。
1、公式法:即利用ace =这一公式求离心率。
[例1]已知椭圆m y mx5522=+的离心率510=e ,求m 的值。
解:将椭圆方程化为标准方程得:1522=+my x (1)当50<<m 时,51055,5,,5222=-==-=∴==m ac e m c m b a ,可得3=m ;(2)当5>m 时,5105,5,5,222=-==-=∴==m m a c e m c b m a ,可得325=m ;3253==∴m m 或。
[例2]已知双曲线的渐近线为x y 43±=,求双曲线的离心率。
解:(1)当双曲线的焦点在X 轴上时,可得:43=a b ,从而451222=⎪⎭⎫⎝⎛+=+==a b a b a ac e ; (2)当双曲线的焦点在Y 轴上时,可得:43=b a ,同理可得35=e ; ∴双曲线的离心率为4535或。
2、几何法:求与焦点三角形有关的离心率,可根据三角形的特征设一条边,再想办法求出2a,2c ,从而可得离心率。
[例3]以椭圆的右焦点2F 为圆心作圆,使这圆过椭圆的中心,且交椭圆于点M ,若直线)(11为左焦点F MF 是圆2F 的切线,M 是切点,则椭圆的离心率是( )(A )13- (B )32- (C )22(D )23 解:如图,由题意得21F MF ∆为直角三角形,设12=MF ,则221=F F ,从而31=MF ,131322121-=+=+=∴MF MF F F e ,故选A 。
[例4]F 1,F 2为椭圆的左右两个焦点,过F 2的直线交椭圆于P 、Q 两点,PQ PF ⊥1,且||||1PQ PF =,求椭圆的离心率。
解:设2,1,111===Q F PQ PF 则,a QF PQ PF 411=++ ,()261212,2212222222221=-+=+=+=+=∴a PF PF c a ,3622-==∴ace 。
圆锥曲线离心率的求法总结求离心率问题有三种思路,一是求出,,a b c 三个量中的任何两个,然后利用离心率的计算公式求解;二是求出,a c 或,a b 或,c b 之间关系,然后利用离心率的计算公式求解;三是构造出关于离心率e 的方程来求解.此题中关键是灵活的应用椭圆和双曲线的定义构造出方程即可求解,一般是依据题设寻求一个关于,,a b c 的等量关系,再利用,,a b c 的关系消去b ,得到关于,a c 的等式,再转化为关于离心率e 的方程,解方程求出e 的值,最后根据椭圆或双曲线的离心率的取值范围,给出离心率的值.1.(2016全国丙卷理11)已知O 为坐标原点,F 是椭圆:C 22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点,A ,B 分别为C 的左,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.13 B. 12 C.23D. 342.已知双曲线:E 22221x y a b-=()0,0a b >>,若矩形ABCD 的四个顶点在E 上,AB ,CD的中点为E 的两个焦点,且23AB BC =,则E 的离心率是_______.【解析】 由题意,2BC c =,又因为23AB BC =,则3AB c =,于是点3,2c c ⎛⎫⎪⎝⎭在双曲线E 上,代入方程22221x y a b -=,得2222914c c a b -=,再由2c b a =+22得E 的离心率为2ce a==. 考点1.利用题设条件求出,a c 的值【例1】已知双曲线22219x y b-=(0)b >,过其右焦点F 作圆229x y +=的两条切线,切点记作C ,D ,双曲线的右顶点为E ,0150CED ∠=,其双曲线的离心率为( ) A.239 B.32C.3D.233 【解析】由题意3a =,易得OD OE =,075CEO OCE ∠=∠=,所以030=∠COE ,在Rt OCF ∆中,⇒=+=0230cos 93bOF OC 33212322==⇒=⇒=a c e c b 【例2】已知抛物线24y x =的准线与双曲线22214x y a -=交于,A B 两点,点F 为抛物线的交点,若FAB ∆为正三角形,则双曲线的离心率是 .【解析】根据已知条件画出图形(如右图),FAB ∆Rt AKF ∆中,30,2,AFK KF ∠=︒=2323tan 30,1,33AK KF A ⎛⎫∴=︒=∴- ⎪ ⎪⎝⎭22233114a ⎛⎫⎪⎝⎭∴-=,解得234a =,又24b =,19,4=故双曲线离心率19357223c e a ==÷=.考点2.根据题设条件直接列出,,a b c 的等量关系【例3】已知双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的一条渐近线与圆22(3)9x y -+=相变于A.B两点,若||2AB =,则该双曲线的离心率为( ) A.8 B. 22 C 3 D.4考点3.借助直角三角形的边角关系【例4】【2012全国新课标,理4】设12F F 是椭圆2222:1(0)x y E a b a b +=>>的左、右焦点,P为直线32ax =上一点,12F PF ∆是底角为30的等腰三角形,则E 的离心率为( )()A 12 ()B 23 ()C 34 ()D 45【解析】12F PF ∆是底角为30的等腰三角形,22132()22PF F F a c c ⇒==-=, 则34c e a ==【例5】设1F ,2F 分别是椭圆()222210x y a b a b +=>>的左、右焦点,过2F 的直线交椭圆于P ,Q 两点,若160F PQ ∠=︒,1PF PQ =,则椭圆的离心率为( )A.13B.23C.3D.3【解析】由条件1PF PQ =,则PQ ⊥x 轴,而0160F PQ ∠=,∴1F PQ ∆为等边三角形,而周长为4a ,∴ 等边三角形的边长为43a ,焦点在直角三角形12PF F ∆中,14||3aPF =,22||3a PF =,12||2F F c =, ∴22242()()(2)33a a c -=,即223a c =,∴22213c e a ==, 考点4. 借助与其它曲线的关系求离心率【例6】点A 是抛物线21:2(0)C y px p =>与双曲线22222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的一条渐近线的交点(异于原点),若点A 到抛物线1C 的准线的距离为p ,则双曲线2C 的离心率等于( )A B .2 C .4【解析】 点A 到抛物线C 1的准线的距离为p ,∴⎪⎭⎫⎝⎛p p A ,2适合x a b y =,∴422=a b ,∴5=e【例7】如图,已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点恰好是椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点F ,且这两条曲线交点的连线过点F ,则该椭圆的离心率为________.【解析】如图,设F ′为椭圆的左焦点,椭圆与抛物线在x 轴上方的交点为A ,连接AF ′,所以|FF ′|=2c =p ,因为|AF |=p ,所以|AF ′|=2p .因为|AF ′|+|AF |=2a ,所以2a =2p +p ,所以e =ca=2-1.考点5. 利用椭圆或双曲线的定义求离心率【例8】椭圆)0(12222>>=+b a by a x 上一点A 关于原点的对称点为B ,F 为其左焦点,若AF ^BF ,设6π=∠ABF ,则该椭圆的离心率为( ) A .22 B .13- C .33 D .231- 【解析】取椭圆右焦点M ,连接BM AM ,,由椭圆对称性以及AF ^BF 知四边形AFBM 为矩形,由6π=∠ABF 得c AF =,c AM 3=,由椭圆定义知a AM AF 2=+,32c c a +=,13-=∴e .【例9】设12,F F 是双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的两个焦点,P 是C 上一点,若216,PF PF a +=且12PF F ∆的最小内角为30,则C 的离心率为___.【例10】 F 1,F 2是双曲线2222:1(,0)x y C a b b a b-=>>的左、右焦点,过左焦点F 1的直线l 与双曲线C 的左、右两支分别交于A ,B 两点,若22||:||:||3:4:5AB BF AF =,则双曲线的离心率是( )A .3B .15C .2D .13【解析】画出图形,在2ABF ∆中,根据题意可设223,4,5(0)AB t BF t AF t t ===>,222222,AB BF AF ABF +=∴∆为直角三角形.设1AF m =,由双曲线的定义知1221BF BF AF AF -=-,即345t m t t m +-=-,∴3m t =,∴212532a AF AF t t t =-=-=.在12Rt BF F ∆中,12F F ===,∴ce a==,故选D . 考点6. 借助双曲线的渐近线求离心率【例11】已知双曲线)0,0(1:2222>>=-b a by a x E 的两条渐近线分别为x y l x y l 2:,2:21-==.则双曲线E 的离心率为_______________.【解析】因为双曲线E 的渐近线分别为y =2x ,y =-2x ,所以b a =2,所以c 2-a 2a=2,故c =5a ,从而双曲线E 的离心率e =ca= 5.【例12]已知双曲线22221x y a b-=,该双曲线上过一)A .【解析】双曲线22221x y a b-=的一条渐近线的倾斜角的余弦值为10,所以1e =e =故选C. 考点7. 利用弦中点坐标,代点相减求离心率【例13】过点(1,1)M 作斜率为12-的直线与椭圆C :22221(0)x y a b a b +=>>相交于,A B ,若M 是线段AB 的中点,则椭圆C 的离心率为 练习:1、设椭圆C :22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点为F ,过点F 的直线与椭圆C 相交于A ,B 两点,直线l 的倾斜角为60o ,2AF FB =.椭圆C 的离心率 ;2、已知F 是椭圆C 的一个焦点,B 是短轴的一个端点,线段BF 的延长线交C 于点D ,且BF =2FD ,则C 的离心率为________.解析:答案:333、在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右顶点为A ,上顶点为B ,M 为线段AB 的中点,若∠MOA =30°,则该椭圆的离心率为________. 答案:634.已知F 1,F 2是椭圆C 的两个焦点,焦距为4.若P 为椭圆C 上一点,且△PF 1F 2的周长为14,则椭圆C 的离心率e 为( )A.15B.25C.45D.215,故选B. 5、设椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左右焦点为F 1,F 2,过F 2作x 轴的垂线与C 相交于A ,B两点,F 1B 与y 轴相交于点D ,若AD ⊥F 1B ,则椭圆C 的离心率等于________.e =33.6.椭圆22221x y a b+=(0a b >>)的两个焦点分别为F 、2F ,以1F 、2F 为边作正三角形,若椭圆恰好平分三角形的另两边,则椭圆的离心率e 为 ( B )A .312+ B .31- C .4(23)- D .324+ 7、已知F 1,F 2分别是双曲线的两个焦点,P 为该双曲线上一点,若△PF 1F 2为等腰直角三角形,则该双曲线的离心率为( )A.3+1B.2+1 C .2 3 D .22 选B 8、设双曲线的焦点在x 轴上,两条渐近线为y =±12x ,则该双曲线的离心率e 等于( )A .5 B.5 C.52 D.54选C 9、设F 1,F 2是双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,P 是C上一点,若|PF 1|+|PF 2|=6a ,且△PF 1F 2的最小内角为30°,则C 的离心率为( )A. 3 B .2 C. 5 D .2 310、过双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左焦点且垂直于x 轴的直线与双曲线相交于M 、N 两点,以MN 为直径的圆恰好过双曲线的右顶点,则双曲线的离心率为________.。