专题:椭圆的离心率解法大全.doc
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专题:
椭圆的离心率
一,利用定义求椭圆的离心率(或)
1,已知椭圆的长轴长是短轴长的2倍,则椭圆的离心率
2,椭圆的离心率为,则
[解析]当焦点在轴上时,;当焦点在轴上时,,
综上或3
3,已知椭圆的焦距、短轴长、长轴长成等差数列,则椭圆的离心率是
4,已知m,n,m+n成等差数列,m,n,mn成等比数列,则椭圆的离心率为
[解析]由,椭圆的离心率为
5,已知则当mn取得最小值时,椭圆的的离心率为
6,设椭圆=1(a>b>0)的右焦点为F1,右准线为l1,若过F1且垂直于x轴的弦的长等于点F1到l1的距离,则椭圆的离心率是。
二,运用几何图形中线段的几何意义结合椭圆的定义求离心率
1,在ABC中,,,如果一个椭圆过A、B两点,它的一个焦点为C,另一个焦点在AB上,求这个椭圆的离心率
2,如图所示,椭圆中心在原点,F是左焦点,直线与BF交于D,且,则椭圆的离心率为()
[解析]
3,以椭圆的右焦点F2为圆心作圆,使该圆过椭圆的中心并且与椭圆交于M、N两点,椭圆的左焦点为F1,直线MF1与圆相切,则椭圆的离心率是
变式
(1):
以椭圆的一个焦点F为圆心作一个圆,使该圆过椭圆的中心O并且与椭圆交于M、N两点,如果∣MF∣=∣MO∣,则椭圆的离心率是
4,椭圆+=1(a>b>0)的两焦点为F1、F2,以F1F2为边作正三角形,若椭圆恰好平分正三角形的两边,则椭圆的离心率e?
解:
∵|F1F2|=2c|BF1|=c|BF2|=cc+c=2a∴e==-1
变式
(1):
椭圆+=1(a>b>0)的两焦点为F1、F2,点P在椭圆上,使△OPF1为正三角形,求椭圆离心率?
解:
连接PF2,则|OF2|=|OF1|=|OP|,∠F1PF2=90°图形如上图,e=-1
变式
(2)椭圆+=1(a>b>0)的两焦点为F1、F2,AB为椭圆的顶点,P是椭圆上一点,且PF1⊥X轴,PF2∥AB,求椭圆离心率?
解:
∵|PF1|=|F2F1|=2c|OB|=b|OA|=aPF2∥AB∴=又∵b=
∴a2=5c2e=
变式(3):
将上题中的条件“PF2∥AB”变换为“∥(为坐标原点)”
相似题:
椭圆+=1(a>b>0),A是左顶点,F是右焦点,B是短轴的一个顶点,∠ABF=90°,求e?
解:
|AO|=a|OF|=c|BF|=a|AB|=
a2+b2+a2=(a+c)2=a2+2ac+c2a2-c2-ac=0两边同除以a2e2+e-1=0e=e=(舍去)
变式
(1):
椭圆+=1(a>b>0),e=,A是左顶点,F是右焦点,B是短轴的一个顶点,求∠ABF?
点评:
此题是上一题的条件与结论的互换,解题中分析各边,由余弦定理解决角的问题。
答案:
90°
引申:
此类e=的椭圆为优美椭圆。
性质:
(1)∠ABF=90°
(2)假设下端点为B1,则ABFB1四点共圆。
(3)焦点与相应准线之间的距离等于长半轴长。
变式
(2):
椭圆(a>b>0)的四个顶点为A、B、C、D,若四边形ABCD的内切圆恰好过椭圆的焦点,则椭圆的离心率e=.
提示:
内切圆的圆心即原点,半径等于c,又等于直角三角形AOB斜边上的高,∴由面积得:
,但
4,设椭圆的左、右焦点分别为,如果椭圆上存在点P,使,求离心率e的取值范围。
解:
设
法1:
利用椭圆范围。
由得,将这个方程与椭圆方程联立,消去y,可解得。
由椭圆的性质知,得。
附:
还可以用参数的方法也能求出离心率的范围(与法1类似)
法2:
判别式法。
由椭圆定义知,又因为,
可得,则,
,是方程的两个根,则
解法3:
正弦定理
设记
又因为,且则
则,
所以
解法5:
利用基本不等式由椭圆定义,有平方后得
解法6:
巧用图形的几何特性
由,知点P在以为直径的圆上。
又点P在椭圆上,因此该圆与椭圆有公共点P,故有
变式
(1):
圆+=1(a>b>0)的两焦点为F1(-c,0)、F2(c,0),P是以|F1F2|为直径的圆与椭圆的一个交点,且∠PF1F2=5∠PF2F1,求椭圆的离心率e
分析:
此题有角的值,可以考虑正弦定理的应用。
解:
由正弦定理:
=
根据和比性质:
=变形得:
==e
∠PF1F2=75°∠PF2F1=15°e==
点评:
在焦点三角形中,使用第一定义和正弦定理可知e=
变式
(2):
椭圆+=1(a>b>0)的两焦点为F1(-c,0)、F2(c,0),P是椭圆上一点,且∠F1PF2=60°,求椭圆离心率e的取值范围?
分析:
上题公式直接应用。
解:
设∠F1F2P=α,则∠F2F1P=120°-αe===
≥∴≤e<1
变式(3):
过椭圆()的左焦点作轴的垂线交椭圆于点,为右焦点,若,则椭圆的离心率e的值
解析:
因为,再由有从而得
变式(4):
若为椭圆的长轴两端点,为椭圆上一点,使,求此椭圆离心率的最小值。
{}
变式(5):
8、椭圆上一点A关于原点的对称点为B,F为其右焦点,若,设,且,则椭圆的离心率的取值范围为
解析:
设为椭圆左焦点,因为对角线互相平分,所以四边形为平行四边形且为矩形,,,,所以,由得。
x
y
A1
B2
A2
O
T
M
6,如图,在平面直角坐标系中,为椭圆的四个顶点,为其右焦点,直线与直线相交于点T,线段与椭圆的交点恰为线段的中点,则该椭圆的离心率为.
直线的方程为,直线的方程为,两式联立得T的坐标,所以中点M的坐标为,因为点M在椭圆上,代人方程得则所以
7,椭圆+=1(a>b>0)的两焦点为F1(-c,0)、F2(c,0),满足1·2=0的点M总在椭圆内部,则e的取值范围?
F2
M
F1
O
分析:
∵1·2=0∴以F1F2为直径作圆,M在圆O上,与椭圆没有交点。
解:
∴c2c2∴0如图所示,画图可知点的轨迹是以为直径的圆,则它在椭圆内部,故,
8,椭圆+=1(a>b>0)的两焦点为F1(-c,0)、F2(c,0),P为右准线L:
x=上一点,F1P的垂直平分线恰过F2点,求e的取值范围?
分析:
思路1,如图F1P与F2M垂直,根据向量垂直,找a、b、c的不等关系。
M
P
F2
F1
O
思路2:
根据图形中的边长之间的不等关系,求e
解法一:
F1(-c,0)F2(c,0)P(,y0)M(,)
既(,)则1=-(+c,y0)
2=-(-c,)1·2=0(+c,y0)·(-c,)=0
(+c)·(-c)+=0a2-3c2≤0∴≤e<1
解法2:
|F1F2|=|PF2|=2c|PF2|≥-c则2c≥-c3c≥3c2≥a2则≤e<1
总结:
对比两种方法,不难看出法一具有代表性,可谓通法,而法二是运用了垂直平分线的几何性质,巧妙的运用三角形边的大小求解的妙法。
所以垂直平分线这个条件经常在解析几何中出现,对于它的应用方法,值得大家注意。
9,如图,正六边形ABCDEF的顶点A、D为一椭圆的两个焦点,其余四个顶点B、C、E、F均在椭圆上,则椭圆离心率的取值范围是
解:
以AD所在直线为X轴,AD中点为坐标原点建立坐标系。
设正六边形的边长为r,则椭圆的半焦距,易知ΔAOF为等边三角形,∴F(,代入椭圆方程中,得:
,
∴,即:
,
又
法二:
如图,连结AE,易知,设,由椭圆定义,
有:
,,∴
10,椭圆+=1(a>b>0),过左焦点F1且倾斜角为60°的直线交椭圆与AB两点,若|F1A|=2|BF1|,求椭圆的离心率e的值
解:
设|BF1|=m则|AF2|=2a-am|BF2|=2a-m
在△AF1F2及△BF1F2中,由余弦定理得:
两式相除=e=
练习题:
1,椭圆上有一点M,是椭圆的两个焦点,若,求椭圆的离心率.
解析:
由椭圆的定义,可得又,所以是方程的两根,由,可得,即所以,所以椭圆离心率的取值范围是
2,在中,,.若以为焦点的椭圆经过点,则该椭圆的离心率.
[解析]
3,已知为椭圆的两个焦点,P为椭圆上一点,若,则此椭圆的离心率为_________.
[解析][三角形三边的比是]
4,在平面直角坐标系中,椭圆1(0)的焦距为2,以O为圆心,为半径的圆,过点作圆的两切线互相垂直,则离心率=.
[解析]
5,在中,.若以为焦点的椭圆经过点,则该椭圆的离心率.
【解题思路】由条件知三角形可解,然后用定义即可求出离心率
[解析],,
6,已知椭圆的左、右焦点分别为,若椭圆上存在一点使,则该椭圆的离心率的取值范围为.
[解析]∵在中,由正弦定理得,则由已知,得,即,∴,由椭圆的定义知,∴,
即,由解法三知∴椭圆的离心率。
7,已知椭圆的左、右焦点分别为,为椭圆上任意一点,且的最大值的取值范围是,其中,则该椭圆的离心率的取值范围为.
[解析]:
设,则,而
∴的最大值为,
∴
8,在平面直角坐标系中,椭圆1(0)的焦距为2,以O为圆心,为半径作圆,过点作圆的两切线互相垂直,则离心率=
9,设椭圆的离心率为,右焦点为,方程的两个实根分别为和,则点( A )
A.必在圆内 B.必在圆上
C.必在圆外 D.以上三种情形都有可能
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