(共14张PPT)
离心率是圆锥曲线的一个重要性质,在近几年的高考中频繁出现.在求离心率的值或范围时常涉及平面几何、不等式、方程等知识,综合性强,且方法灵活.
一、由双曲线的渐近线求离心率
例1 已知双曲线两渐近线的夹角为60°,则双曲线的离心率为_________.
解析 由题意知,双曲线的渐近线存在两种情况.
当双曲线的焦点在x轴上时,
若其中一条渐近线的倾斜角为60°,如图1所示;
若其中一条渐近线的倾斜角为30°,如图2所示,
反思感悟
双曲线的离心率与渐近线方程之间有着密切的联系,可以借助
=
进行互求.一般地,如果已知双曲线离心率的值求渐近线方程,或者已知渐近线方程,求离心率的值,都会有两解(焦点在x轴上和焦点在y轴上两种情况),不能忘记分类讨论.
二、利用焦点三角形求离心率
√
解析 如图,设PF1的中点为M,连接PF2.
因为O为F1F2的中点,
所以OM为△PF1F2的中位线.
所以OM∥PF2,所以∠PF2F1=∠MOF1=90°.
因为∠PF1F2=30°,
由椭圆定义得2a=|PF1|+|PF2|=3|PF2|,
(2)如图,F1和F2分别是双曲线
=1(a>0,b>0)的两个焦点,A和B是以O为圆心,|OF1|为半径的圆与该双曲线左支的两个交点,且△F2AB是等边三角形,则双曲线的离心率为________.
解析 如图,连接AF1,由△F2AB是等边三角形,知∠AF2F1=30°.
易知△AF1F2为直角三角形,
反思感悟
涉及到焦点三角形的题目一般都是利用圆锥曲线的定义,找a,b,c的关系,求解.
三、利用齐次方程求离心率
例3 已知双曲线E:
=1(a>0,b>0),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2|AB|=3|BC|,则E的离心率是_____.
2
|BC|=2c.
又2|AB|=3|BC|,
即2b2=3ac,
∴2(c2-a2)=3ac,
两边同除以a2并整理得2e2-3e-2=0,
解得e=2(负值舍去).
反思感悟
求圆锥曲线的离心率,就是求a和c的值或a和c的关系,然后根据离心率的定义求得.但在多数情况下,由于受到题目已知条件的限制,很难或不可能求出a和c的值,只能将条件整理成关于a和c的关系式,进而求得
的值,其关键是善于利用定义以及图形中的几何关系来建立关于参数a,b,c的关系式,结合c2=a2+b2(或a2=c2+b2),化简为参数a,c的关系式进行求解.
四、求离心率的取值范围
又x2∈[0,a2],∴2c2≤a2≤3c2,
(2)已知有公共焦点的椭圆与双曲线的中心为坐标原点,焦点在x轴上,左、右焦点F1,F2,且它们在第一象限的交点为P,△PF1F2是以PF1为底边的等腰三角形.若|PF1|=10,双曲线的离心率的取值范围为(1,2),求椭圆的离心率的取值范围.
解 设椭圆的半长轴长、半焦距分别为a1,c,双曲线的半实轴长、半焦距分别为a2,c,|PF1|=m,|PF2|=n,
反思感悟
求圆锥曲线离心率的取值范围的常用方法
(1)通过设点的坐标,利用圆锥曲线上点的坐标的范围,转化为离心率的取值范围.
(2)利用焦半径的范围得到a与c的不等式从而求得离心率的范围.微专题2 椭圆、双曲线的离心率
离心率是圆锥曲线的一个重要性质,在近几年的高考中频繁出现.在求离心率的值或范围时常涉及平面几何、不等式、方程等知识,综合性强,且方法灵活.
一、由双曲线的渐近线求离心率
例1 已知双曲线两渐近线的夹角为60°,则双曲线的离心率为________.
答案 2或
解析 由题意知,双曲线的渐近线存在两种情况.
当双曲线的焦点在x轴上时,
若其中一条渐近线的倾斜角为60°,如图1所示;
若其中一条渐近线的倾斜角为30°,如图2所示,
所以双曲线的一条渐近线的斜率k=或k=,
即=或.
又b2=c2-a2,所以=3或,
所以e2=4或,所以e=2或.
同理,当双曲线的焦点在y轴上时,则有=或,
所以=或,亦可得到e=或2.
综上可得,双曲线的离心率为2或.
反思感悟 双曲线的离心率与渐近线方程之间有着密切的联系,可以借助=进行互求.一般地,如果已知双曲线离心率的值求渐近线方程,或者已知渐近线方程,求离心率的值,都会有两解(焦点在x轴上和焦点在y轴上两种情况),不能忘记分类讨论.
二、利用焦点三角形求离心率
例2 (1)设F1,F2分别是椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点,点P在椭圆C上,若线段PF1的中点在y轴上,∠PF1F2=30°,则椭圆的离心率为( )
A.
B.
C.
D.
答案 A
解析 如图,设PF1的中点为M,连接PF2.
因为O为F1F2的中点,
所以OM为△PF1F2的中位线.
所以OM∥PF2,所以∠PF2F1=∠MOF1=90°.
因为∠PF1F2=30°,
所以|PF1|=2|PF2|,|F1F2|=|PF2|.
由椭圆定义得2a=|PF1|+|PF2|=3|PF2|,
即a=,
2c=|F1F2|=|PF2|,即c=,
则e==·=.
(2)如图,F1和F2分别是双曲线-=1(a>0,b>0)的两个焦点,A和B是以O为圆心,|OF1|为半径的圆与该双曲线左支的两个交点,且△F2AB是等边三角形,则双曲线的离心率为________.
答案 +1
解析 如图,连接AF1,由△F2AB是等边三角形,知∠AF2F1=30°.
易知△AF1F2为直角三角形,
则|AF1|=|F1F2|=c,
|AF2|=c,∴2a=(-1)c,
从而双曲线的离心率e==1+.
反思感悟 涉及到焦点三角形的题目一般都是利用圆锥曲线的定义,找a,b,c的关系,求解.
三、利用齐次方程求离心率
例3 已知双曲线E:-=1(a>0,b>0),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2|AB|=3|BC|,则E的离心率是________.
答案 2
解析 如图,由题意知|AB|=,
|BC|=2c.
又2|AB|=3|BC|,
∴2×=3×2c,
即2b2=3ac,
∴2(c2-a2)=3ac,
两边同除以a2并整理得2e2-3e-2=0,
解得e=2(负值舍去).
反思感悟 求圆锥曲线的离心率,就是求a和c的值或a和c的关系,然后根据离心率的定义求得.但在多数情况下,由于受到题目已知条件的限制,很难或不可能求出a和c的值,只能将条件整理成关于a和c的关系式,进而求得的值,其关键是善于利用定义以及图形中的几何关系来建立关于参数a,b,c的关系式,结合c2=a2+b2(或a2=c2+b2),化简为参数a,c的关系式进行求解.
四、求离心率的取值范围
例4 (1)已知F1(-c,0),F2(c,0)为椭圆+=1(a>b>0)的两个焦点,P为椭圆上一点,且·=c2,则此椭圆离心率的取值范围是________.
答案
解析 设P(x,y),则·=(-c-x,-y)·(c-x,-y)=x2-c2+y2=c2,
将y2=b2-x2代入上式,
解得x2==.
又x2∈[0,a2],∴2c2≤a2≤3c2,
∴e=∈.
(2)已知有公共焦点的椭圆与双曲线的中心为坐标原点,焦点在x轴上,左、右焦点F1,F2,且它们在第一象限的交点为P,△PF1F2是以PF1为底边的等腰三角形.若|PF1|=10,双曲线的离心率的取值范围为(1,2),求椭圆的离心率的取值范围.
解 设椭圆的半长轴长、半焦距分别为a1,c,双曲线的半实轴长、半焦距分别为a2,c,|PF1|=m,|PF2|=n,
则?
由1<<2,知<<1,即<<2,
因此<+1<3,即<<3,
所以<<.
故椭圆离心率的取值范围为.
反思感悟 求圆锥曲线离心率的取值范围的常用方法
(1)通过设点的坐标,利用圆锥曲线上点的坐标的范围,转化为离心率的取值范围.
(2)利用焦半径的范围得到a与c的不等式从而求得离心率的范围.