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高中數(shù)學(xué)求圓錐曲線離心率的常用方法

 泰榮林黑皮 2022-08-03 發(fā)布于上海







離心率是圓錐曲線中的一個(gè)重要的幾何性質(zhì)。

橢圓的離心率:0<e<1;

雙曲線的離心率:e>1;

拋物線離心率:e=1。

下面介紹求圓錐曲線離心率的常用方法。

一、直接求出ac,求解e

在求解離心率e,

橢圓中存在:a2=b2+c2

雙曲線中存在:c2=a2+b2

這兩個(gè)關(guān)系對(duì)于求解橢圓與雙曲線的離心率是非常重要的。

已知標(biāo)準(zhǔn)方程或a、c易求時(shí),可利用離心率公式Image來(lái)求解。
1、過(guò)雙曲線MImage的左頂點(diǎn)A作斜率為1的直線Image,若Image與雙曲線M的兩條漸近線分別相交于點(diǎn)B、C,且|AB|=|BC|,則雙曲線M的離心率是(   
A. Image
B. Image
C. Image
D. Image
分析:這里的Image,故關(guān)鍵是求出Image,即可利用定義求解。
解:易知A-1,0),則直線Image的方程為Image。直線與兩條漸近線ImageImage的交點(diǎn)分別為BImageCImage,又|AB|=|BC|,可解得Image,則Image故有Image,從而選A。

例2、已知橢圓C的短軸長(zhǎng)為6,左焦點(diǎn)F到右端點(diǎn)的距離等于9,則橢圓E的離心率等于多少?

解:

Image

 
變用公式,整體求出e

橢圓與雙曲線求離心率還有如下變形

Image

例3、已知雙曲線Image的一條漸近線方程為Image,則雙曲線的離心率為(    
A. Image
B. Image
C. Image
D. Image
分析:本題已知ImageImage,不能直接求出ac,可用整體代入套用公式。
解:由Image(其中k為漸近線的斜率)。這里Image,則Image,從而選A
 
、統(tǒng)一定義法
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(wèn)題。
例4、在給定橢圓中,過(guò)焦點(diǎn)且垂直于長(zhǎng)軸的弦長(zhǎng)為Image,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. Image
B. Image
C. Image
D. Image
解:由過(guò)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Image軸,知|MF|是通徑的一半,則有Image。由圓錐曲線統(tǒng)一定義,得離心率Image,從而選B。

四、(等量關(guān)系)利用題目中所給的幾何關(guān)系或者條件得出a,b,c的關(guān)系,然后根據(jù)b2=a2-c2(橢圓)或者b2=c2-a2(雙曲線),消除b,得到關(guān)于a,c的方程,從而得到e的方程,繼而解出e。

例5、設(shè)雙曲線Image的漸近線與拋物線y=x2+1相切,則該雙曲線的離心率等于多少?

解:

Image

例6、設(shè)雙曲線Image(0<a<b)的半焦距為c,直線L過(guò)(a,0),(0,b)兩點(diǎn),已知原點(diǎn)到直線的距離為Image,則雙曲線的離心率為多少?

解:

Image


五、構(gòu)造ac的齊次式,解出e
根據(jù)題設(shè)條件,借助a、bc之間的關(guān)系,構(gòu)造出a、c的齊次式,進(jìn)而得到關(guān)于e的方程,通過(guò)解方程得出離心率e的值。
例7、已知Image、Image是雙曲線Image的兩焦點(diǎn),以線段F1F2為邊作正Image,若邊Image的中點(diǎn)在雙曲線上,則雙曲線的離心率是(    
A. Image
B. Image
C. Image
D. Image
解:如圖,設(shè)Image的中點(diǎn)為P,則點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為Image,由Image,由焦半徑公式Image,即Image,得Image,有Image,解得Image(舍去),故選D
Image

六、特殊結(jié)論

Image

Image

例8、已知F1、F2是橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),過(guò)F1且與橢圓長(zhǎng)軸垂直的直線交橢圓于A、B兩點(diǎn),若△ABF2是正三角形,則這個(gè)橢圓的離心率是多少?

解:

Image

例9、設(shè)F1,F(xiàn)2分別是雙曲線Image(a>0,b>0)的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)A在雙曲線上,且AF2與x軸垂直,若Image,則雙曲線的離心率是多少?

解:

Image

Image

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