陳愛強(qiáng)
【中圖分類號(hào)】G634.6
【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【文章編號(hào)】2095-3089(2019)13-0257-01求圓錐曲線的離心率問題是高考中常考的問題,在高考試題中處于重要的位置,也是高考中解析幾何試題的一個(gè)倍受青睞的考查點(diǎn),其求解策略的關(guān)鍵是建立目標(biāo)的方程式或不等式,通常有兩類:一是求橢圓和雙曲線的離心率的值;二是求橢圓和雙曲線離心率的取值范圍。由于它涉及圓錐曲線較多的基本量,方程與曲線問題,方程組與不等式的求解問題,等等,所以相對(duì)比較復(fù)雜,學(xué)生常常感到難以下手,迷霧重重,不好把握。下面就通過近年的一些高考題和模擬題的分析、研究和求解,總結(jié)出一般的解題策略和方法,期望能撥云見日,馬到功成。一、根據(jù)條件先求出a,c,利用e=ca求解其關(guān)鍵是找出a,c的兩個(gè)關(guān)系式從而求e.例1 若橢圓經(jīng)過原點(diǎn),且焦點(diǎn)為F1(1,0),F(xiàn)2(3,0),則其離心率為(
)A.34 B.23 C.12 D.14解析:由F1、F2的坐標(biāo)知 2c=3﹣1,∴c=1,又∵橢圓過原點(diǎn),∴a﹣c=1,a+c=3,∴a=2,c=1,所以離心率e=ca=12.故選C.二、構(gòu)造一個(gè)關(guān)于a、b、c、e的齊次方程式求e其中關(guān)鍵是找出一個(gè)關(guān)于a、b、c、e的齊次方程式,然后對(duì)其中的b(其中橢圓和雙曲線區(qū)分)用a、c的表達(dá)式代入,最后在方程的左右兩邊同除以a的最高次數(shù)從而列出一個(gè)關(guān)于e的方程求e。要注意橢圓離心率的取值范圍e∈(0,1),雙曲線離心率的取值范圍e∈(1,+∞),在拋物線中,離心率e=1.1.根據(jù)圓錐曲線的幾何性質(zhì)等建立a,c方程式求解。例2 設(shè)雙曲線x2a2﹣y2b2=1(02,∴e2=4,∴e=2.故選A.上式利用點(diǎn)到直線距離公式從而得到關(guān)于a,b,c的方程從而求解.2.利用橢圓的第二定義法求離心率。由圓錐曲線的統(tǒng)一定義(或稱第二定義)知離心率e是動(dòng)點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離與相應(yīng)準(zhǔn)線的距離比,特別適用于條件含有焦半徑的圓錐曲線問題。例3 在給定橢圓中,過焦點(diǎn)且垂直于長(zhǎng)軸的弦長(zhǎng)為2,焦點(diǎn)到相應(yīng)準(zhǔn)線的距離為1,則該橢圓的離心率為( )A.2
B.22
C.
12 D. 24解析:由過焦點(diǎn)且垂直于長(zhǎng)軸的弦又稱為通徑,設(shè)焦點(diǎn)為F,則MF⊥x軸,知|MF|是通徑的一半,則有|MF|=22。由圓錐曲線統(tǒng)一定義,得離心率e=|MF|d=22,從而選B。三、求橢圓(或雙曲線)的離心率的取值范圍問題這類問題是高考的一個(gè)熱點(diǎn),也是一個(gè)難點(diǎn),求離心率的難點(diǎn)在于如何建立不等關(guān)系定離心率的取值范圍.通常可以從兩個(gè)方面來研究:一是考慮幾何關(guān)系量的大小及圓錐曲線相關(guān)性質(zhì)等,例如線段的長(zhǎng)度、角的大小等;二是通過設(shè)橢圓(或雙曲線)點(diǎn)的坐標(biāo),利用橢圓(或雙曲線)本身的范圍,列出不等式.1.由已知條件直接找出一個(gè)不等式來求e。例4 橢圓x2a2+y2b2=1的焦點(diǎn)為F1,F(xiàn)2,兩條準(zhǔn)線與x軸的交點(diǎn)分別為M,N.若|MN|≤2|F1F2| ,則該橢圓離心率的取值范圍是( )A.(0,12] B.(0,22] C.[12,1) D.[22,1)解析:D. ∵兩準(zhǔn)線距離為2a2c,又∵|F1F2|=2c,∴2a2c≤4c,即a2≤2c2,∴22≤e<1.本題主要考查準(zhǔn)線方程及橢圓離心率的求法,而限制條件即是題目中的,故利用題設(shè)得到與離心率相關(guān)的不等式即可.2.利用三角形三邊關(guān)系。例5、(福建)雙曲線x2a2=y2b2=1(a>0,b>0)的兩個(gè)焦點(diǎn)為F1、F2,若P為其上一點(diǎn),且|PF1|=2|PF2|,則雙曲線離心率的取值范圍為( )A.(1,3)
B.(1,3] C.(3,+∞)
D.[3,+∞)解析:可用三角形三邊關(guān)系求解,但注意取等條件.在△PF1F2中|PF1|-|PF2|<|F1F2|,|PF1|+|PF2|≥|F1F2|(后者在P與A1重合時(shí)取等),又|PF1|-|PF2|=2m-m=m=2a,則2a<2c且3m=6a≥2c,∴e∈(1,3].只要與焦點(diǎn)三角形相關(guān)的問題可以考慮用三角形三邊關(guān)系來建立不等式.3.運(yùn)用函數(shù)思想求解離心率。例6:若a>1,雙曲線x2a2-y2(a+1)2=1離心率e范圍是( )A.(2,2) B.(2,5) C.(2,5) D.(2,5)解析:B. e=1+(a+1)2a2=(1a+1)2+1.∵a>1,∴0<1a<1,根據(jù)二次函數(shù)值域可得2 B.(0,12] C.(0,22 D.[22,1)解析:C. M軌跡為以焦距為直徑的圓, M總在橢圓內(nèi)部,知:c C.(3,+∞) D.[3,+∞)解析:B.設(shè)|PF2|=m,∠F1PF2=θ(0<θ≤π),當(dāng)P點(diǎn)在右頂點(diǎn)處θ=π,e=2c2a=m2+(2m)2-4m2cosθm=5-4cosθ.∵-1≤θ<1,∴e∈(1,3].根據(jù)第一定義結(jié)合余弦定理將離心率轉(zhuǎn)化為角的函數(shù),再利用三角函數(shù)求最值??傊?,在圓錐曲線中,對(duì)于離心率和離心率的取值范圍的處理,很多學(xué)生很茫然,沒有方向性。題型變化很多,難以駕馭。以上,總結(jié)一些處理問題的常規(guī)思路,如果能理解并在解決問題時(shí)靈活運(yùn)用,往往能在山重水復(fù)迷霧重重時(shí),就能撥開云霧,柳暗花明。參考文獻(xiàn)[1]張瑞炳.《 百題過關(guān)》. 上海:華東師范大學(xué)出版社,2012.[2]王昊. 圓錐曲線的解題技巧.考試周刊,2011年第76期.