四招突破圆锥曲线离心率问题

2018-12-04 14:49李连兴
新世纪智能(数学备考) 2018年10期
关键词:准线双曲线椭圆

李连兴

离心率是联结圆锥曲线的多种几何性质的“核按钮”,是高考考查的热点.求圆锥曲线的离心率有以下四种常见方法.

一、直接解出基本量

解(1)由题设知,a2=b2+c2,e=,由点(1,e)在椭圆上,得

评注这类题一般都能够根据已知条件直接解出a,c,从而求得e.

二、从圆锥曲线定义出发

例2已知点P是双曲线上一点,F1,F2分别是双曲线的左、右焦点,且|PF1|=e|PF2|,则该双曲线的离心率e的取值范围为________.

解析很多同学感到疑惑的是,题目中看不出有明显的能形成不等关系的量.我们看到有条件|PF1|=e|PF2|.可以尝试用双曲线的定义进行转化.

由双曲线的定义知|PF1|-|PF2|=2a,

此时,我们要用到一个关于双曲线的比较重要的结论:|PF2|≥c-a.(可以画个草图,作出与F2相应的准线,则|PF2|的大小与P到准线的距离成正比)

评注双曲线上的点到同侧焦点的距离的最小值是在顶点处取到的,这个结论看似简单,实则非常重要,建立不等关系后,用到了二次不等式的知识,本文的第四部分会重点介绍建立齐次方程求解离心率的方法.

三、从图形特征入手

这类问题要画出图形并研究图形的几何特征.要将图形的几何特征分析清楚以便找出a,b,c的关系.如果几何特征不能看清,则可能带来繁琐的计算.

例3在平面直角坐标系中,已知椭圆,以O为圆心,a为半径的圆,过点P作圆的两切线互相垂直,则离心率e=________.

解析如图1,切线PA,PB互相垂直,又OA⊥PA,OB⊥PB,所以四边形OAPB是正方形,进而△OAP是等腰直角三角形,故,解得

图1

点评此类题目应通过画图分析几何特征,注意圆、等边三角形、菱形、正方形等特殊图形中所蕴含的数量关系,找到解题突破口.

四、从代数方程突破

此类题目通常要根据条件(尤其要善于利用圆锥曲线的方程)列式,变形,最终得到关于a,c的齐次方程,解出,即e的值.

例4如图2,在平面直角坐标系xOy中,A1,A2,B1,B2为椭圆的四个顶点,F为其右焦点,直线A1B2与直线B1F相交于点T,线段OT与椭圆的交点M恰为线段OT的中点,则该椭圆的离心率为________.

图2

解析直线A1B2的方程为:;直线B1F的方程为:

点评本题的关键是要根据点M在椭圆上,求出点M的坐标,代入椭圆方程,得到关于a,c的齐次方程,进而求出离心率.本题的解法思路代表一类求离心率问题,具有一般性,要认真体会,触类旁通.

综上,求离心率的四种方法,其实质是利用所给条件,结合图形的几何特征,列出关于a,c的方程或不等式(组),进而求出离心率或其取值范围,体现了解析几何处理问题的基本思想方法.可以说,四法归一,数形结合.

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