椭圆离心率求法总结
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椭圆离心率的解法
一、 运用几何图形中线段的几何意义。
基础题目:如图,O 为椭圆的中心,F 为焦点,A 为顶点,准线L 交OA 于B ,P 、Q 在椭圆上,PD ⊥L 于D ,QF ⊥AD 于F,设椭圆的离心率为e ,则①e=②e=③e=④e=⑤e=
:AQP 为椭圆上的点,根据椭圆的第二定
义得,①②④。
∵|AO |=a,|
OF |=c,∴有⑤;∵|AO |=a,|BO |=∴有③。
题目1: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 ?
思路:A 点在椭圆外,找a 、
b 、
c 的关系应借助椭圆,所以取AF2的中点B ,连接BF1,把已知条件放在椭圆内,构造△F1BF2分析三角形的各边长及关系。 解:∵|F1F2|=2c |BF1|=c |BF2|=c c+c=2a ∴e==-1
变形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
变形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|=a
PF2∥AB∴=又∵b=
∴a2=5c2e=,5)
点评:以上题目,构造焦点三角形,通过各边的几何意义及关系,推导有关a与c的方程式,推导离心率。
二、运用正余弦定理解决图形中的三角形
题目2: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a2
e2+e-1=0e=,2)e=,2)(舍去)
变形:椭圆+=1(a>b>0),e=,2),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=-1,2)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。
总结:焦点三角形以外的三角形的处理方法根据几何意义,找各边的表示,结合解斜三角形公式,列出有关e的方程式。
题目3: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e?
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=
题目4:椭圆+=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==,3)
点评:在焦点三角形中,使用第一定义和正弦定理可知
e=
变形1: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e的取值范围?
分析:上题公式直接应用。
解:设∠F1F2P=α,则∠F2F1P=120°-α
e===
≥∴≤e<1
变形2:已知椭圆+=1(t>0)F1F2为椭圆两焦点,M为椭圆上任意一点(M不与长轴两端点重合)设∠PF1F2=α,∠PF2F1=β若<tan<tan<,求e的取值范围?
分析:运用三角函数的公式,把正弦化正切。
解;根据上题结论e===cos,2sincos)=cos-sinsin,coscos+sinsin)
=tan,1-tantan)=e
∵<<∴<e<
三、以直线与椭圆的位置关系为背景,用设而不求的方法找e所符合的关系式.
题目5:椭圆+=1(a>b>0),斜率为1,且过椭圆右焦点F的直线交椭圆于A、B两点,+与=(3,-1)
共线,求e?
法一:设A(x1,y1),B(x2,y2)
(a2+b2)x2-2a2cx+a2c2-a2b2=0
x1+x2=y1+y2=-2c=
+=(x1+x2,y1+y2)与(3,-1)共线,则
-(x1+x2)=3(y1+y2)既a2=3b2e=,3)
法二:设AB的中点N,则2=+
+=1①,,+=1②,))①-②得:
=-∴1=-(-3)既a2=3b2e=,3)
四、由图形中暗含的不等关系,求离心率的取值范围。
题目6: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?
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:∴c<b
a2=b2+c2>2c2∴0<e<,2)
题目7:椭圆+=1(a>b>0)的两焦点为F1(-c,0)、F2(c,0),P为右准线L上一点,F1P的垂直平分线恰过F2点,求e的取值范围?