专题:椭圆的离心率解法大全
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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|=a PF2∥AB ∴ = 又 ∵b=
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 =
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: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?
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
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。{ }
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 =.
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
∴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=0 e= e= (舍去)
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
(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 ,∴ ,
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|= c c+ 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?
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≥ -c 3c≥ 3c2≥a2则 ≤e<1
解:∴c<b a2=b2+c2>2c2∴0<e<
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。
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
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?
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: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
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 。
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.
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。
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 )
ห้องสมุดไป่ตู้A.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
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。
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|=a PF2∥AB ∴ = 又 ∵b=
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 =
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: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?
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
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。{ }
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 =.
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
∴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=0 e= e= (舍去)
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
(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 ,∴ ,
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|= c c+ 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?
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≥ -c 3c≥ 3c2≥a2则 ≤e<1
解:∴c<b a2=b2+c2>2c2∴0<e<
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。
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
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?
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: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
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 。
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.
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。
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 )
ห้องสมุดไป่ตู้A.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
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。