求圆锥曲线离心率的几种方法
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你今天的日积月累,终会变成别人的望尘莫及。
关于椭圆离心率
设椭圆x a y b
a b 222
210+=>>()的左、右焦点分别为F F 12、,如果
椭圆上存在点P ,使∠=︒F PF 1290,求离心率e 的取值范围。
解法1:利用曲线范围
设P (x ,y ),又知F c F c 1200(,),(,)-,则
F P x c y F P x c y F PF F P F P F P F P x c x c y x y c 121212122222
9000→→
→
→
→
→
=+=-∠=︒⊥⋅=+-+=+=()()()(),,,由,知,
则,
即得
将这个方程与椭圆方程联立,消去y ,可解得
x a c a b a b F PF x a
a c a
b a b
a 2
2222
22
1222
2222
222
9000=
--∠=︒
≤<≤--<但由椭圆范围及知即
可得,即,且从而得,且所以,)
c b c a c c a e c a e c a e 2222222
2212
2
1≥≥-<=
≥=<∈[
解法2:利用二次方程有实根
由椭圆定义知
||||||||||||PF PF a PF PF PF PF a 121222122224+=⇒++=
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又由,知则可得这样,与是方程的两个实根,因此
∠=︒+===--+-=F PF PF PF F F c PF PF a c PF PF u au a c 12122212221222122229042220||||||||||()
||||()
∆=--≥⇒=≥
⇒≥
4801
22
2
2222
22a a c e c a e ()
因此,e ∈[
)2
2
1 解法3:利用三角函数有界性
记∠=∠=PF F PF F 1221αβ,,由正弦定理有
||sin ||sin ||
sin ||||sin sin ||||||||sin sin sin cos cos
PF PF F F PF PF F F PF PF a F F c e c a 121212121212902211222
122
βααβ
αβαβαβαβ
==
︒⇒++=+====+=+-=
-又,,则有
而知从而可得09002
45222
12
2
1
≤-<︒≤
-<︒<-≤≤<||||
cos αβαβαβ
e
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解法4:利用焦半径 由焦半径公式得
||||||||||PF a ex PF a ex PF PF F F a cx e x a cx e x c a e x c x c a e P x y x a x a 1212221222222222
2
2
2
2
2
22
2
22224220=+=-+=+++-+=+==
-≠±≤<,又由,所以有
即,又点(,)在椭圆上,且,则知,即
022
2
1222
2≤-<∈c a e a
e 得,)
[
解法5:利用基本不等式
由椭圆定义,有212a PF PF =+|||| 平方后得
42228212221212221222a PF PF PF PF PF PF F F c =++⋅≤+==||||||||(||||)||
得c a
2212≥ 所以有,)e ∈[2
21 解法6:巧用图形的几何特性
由∠=︒F PF 1290,知点P 在以||F F c 122=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c b c b a c ≥⇒≥=-2222
由此可得,)e ∈[
2
2
1
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演练
一、直接求出a c ,或求出a 与b 的比值,以求解e 。
在椭圆中,a c
e =,222
22221a
b a b a a
c a c e -=-=== 1.已知椭圆的长轴长是短轴长的2倍,则椭圆的离心率等于
_____
2.已知椭圆两条准线间的距离是焦距的2倍,则其离心率为
_____
3.若椭圆经过原点,且焦点为)0,3(),0,1(21F F ,则椭圆的离心率为____
4.已知矩形ABCD ,AB =4,BC =3,则以A 、B 为焦点,且过C 、D 两点的椭圆的离心率为
___
5.若椭圆)0(,122
22>>=+b a b
y a x 短轴端点为P 满足21PF PF ⊥,则
椭圆的离心率为=e ___
6..已知
)0.0(12
1>>=+n m n
m 则当mn 取得最小值时,椭圆122
22=+n y m x 的的离心率为____