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圆锥曲线的离心率问题解析

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圆锥曲线离心率是高考的常考题型,因为离心率是圆锥曲线中的一个重要元素,它的变化会直接导致圆锥曲线的形状和类型,同时它也是圆锥曲线统一定义中的三要素之一,所以在高考题中经常有求离心率的问题,并与轨迹问题密切相关;同时因为不同的圆锥曲线的离心率有不同的范围,因此可以求参数的取值范围。总之,可以从多个角度、多个层面来考查学生综合运用圆锥曲线知识和分析问题、解决问题的能力。本文就谈一谈与离心率有关的几类问题。

题型一:求离心率的值

(一)根据离心率的范围,估算e。即利用圆锥的离心率的范围来解题,有时可用椭圆的离心率、双曲线的离心率、抛物线的离心率来解决。

【例1】设,则二次曲线=1的离心率的取值范围为()

A. B. C. D.

解:由,故有,,因此所给的二次曲线是双曲线。由双曲线的离心率,应排除A、B、C,而选D。

(二)直接求出a、c,求解e。已知圆锥曲线的标准方程或a、c易求时,可利用离心率公式来解决。

【例2】已知双曲线()的一条准线与抛物线的准线重合,则该双曲线的离心率为()

A. B. C. D.

解:抛物线的准线是,即有双曲线的右准线,

有,解得,,则,故选D。

此外,还有根据题设条件关系式,借助之间的关系,沟通的关系(特别是齐二次式),进而得到关于e的一元方程,从而解方程得出离心率e(恕不再举例)。

题型二:求离心率的取值范围

【例3】设双曲线的方程为,A、B为其左右两个顶点,P是双曲线上的任意一点,引,,AQ与BQ交于点Q。(1)求Q点的轨迹方程;(2)设(1)中所求轨迹为,的离心率分别为,当时,求的取值范围。

解:(1)设。

因为,所以

式乘(2)式得,得(点和除外)。

由第一问知 ,

本题是利用离心率的定义求范围。有些题还可以利用判别式得出不等式,求离心率的取值范围。

题型三:利用离心率求参数的取值范围

【例4】已知椭圆C的方程为,双曲线方程为的两条渐进线为,其中的斜率为正值,过椭圆C的右焦点F作直线,使,又与交于P点,设与椭圆C的两个交点由上而下依次为A、B。当时,求的取值范围。

解:由题意可得,,,可设的方程为,求交点P的坐标为,由得A。

又A在椭圆上,把A的坐标代入,得,

即,等式两边同除以,得,

整理得。

当且仅当时,取最大值。

题型四:利用离心率求轨迹方程

【例5】求过定点,以y轴为准线,离心率为的椭圆的左顶点的轨迹方程。

解:设左顶点为A,F为左焦点,由于y轴是椭圆的准线,连FA交y轴于N,由椭圆的定义有,左焦点为,又椭圆过定点M,则根据椭圆的第二定义有,即,化简整理得。

【例6】动椭圆C以坐标原点O为左焦点,以定直线为左准线,点B为椭圆C的短轴上的一个端点,线段BO的中点为M,求点M的轨迹方程。

解:设M(x,y),则B,根据椭圆的性质有,所以椭圆的离心率为。

根据椭圆的第二定义知,点B左焦点与到准线的距离为比等于离心率e,即,化简得。所以点M的轨迹方程为(。

(作者单位:河北衡水中学)