内容正文:
专题08 圆锥曲线的离心率值的问题
一、真题剖析
.【2022年全国乙卷】(多选)双曲线C的两个焦点为,以C的实轴为直径的圆记为D,过作D的切线与C的两支交于M,N两点,且,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【试题情景】本题属于创新探索情景,本题以椭圆为载体,考查椭圆离心率的取值范围。
【必备知识】本题考查的知识点是椭圆的几何性质、两点间的距离公式及构造函数求最值
【能力素养】本题考查空间想象能力、逻辑思维能力和运算能力,考查的学科素养是理想思维和数学探索。依题意不妨设双曲线焦点在轴,设过作圆的切线切点为,利用正弦定理结合三角变换、双曲线的定义得到或,即可得解,注意就在双支上还是在单支上分类讨论。
【答案】AC
【解析】依题意不妨设双曲线焦点在轴,设过作圆的切线切点为,
若分别在左右支,
因为,且,所以在双曲线的右支,
又,,,
设,,
在中,有,
故即,
所以,
而,,,故,
代入整理得到,即,
所以双曲线的离心率
若均在左支上,
同理有,其中为钝角,故,
故即,
代入,,,整理得到:,
故,故,
故选:AC.
二、题型选讲
题型一 、由点坐标代入寻求等量关系
例1、【2022年浙江】已知双曲线的左焦点为F,过F且斜率为的直线交双曲线于点,交双曲线的渐近线于点且.若,则双曲线的离心率是_________.
【答案】
【解析】
【分析】
联立直线和渐近线方程,可求出点,再根据可求得点,最后根据点在双曲线上,即可解出离心率.
【详解】
过且斜率为的直线,渐近线,
联立,得,由,得
而点在双曲线上,于是,解得:,所以离心率.
故答案为:.
变式1、(2021·江苏南通市·高三期末)在平面直角坐标系中,双曲线的右焦点为F,过点F且与x轴垂直的直线与双曲线的一条渐近线交于第一象限内的点A,过点F且平行于OA的直线交另一条渐近线于点B,若,则双曲线C的离心率为____________.
【答案】
【解析】
:设双曲线半焦距为,双曲线的渐近线方程为,则,
设直线的方程为,
由,得,所以,
所以直线的斜率为,
因为,所以,
所以,
所以双曲线的离心率为,
故答案为:
变式2、(2021·浙江高三期末)已知,是双曲线的两个焦点,以线段为边作正三角形,若边的中点在双曲线上,则双曲线的离心率为( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
由题意有可得坐标,进而求得的中点坐标,代入双曲线方程得到参数的齐次方程,即可求离心率.
依题意知,若双曲线焦点为,,
∴,则△的高为,即,
∴,代入双曲线方程:,整理得:,
∵,
∴,整理得,得,
∵,
∴.
故选:D.
题型二、由已知数量关系求离心率
例2、【2022年全国甲卷】椭圆的左顶点为A,点P,Q均在C上,且关于y轴对称.若直线的斜率之积为,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
设,则,根据斜率公式结合题意可得,再根据,将用表示,整理,再结合离心率公式即可得解.
【详解】
解:,
设,则,
则,
故,
又,则,
所以,即,
所以椭圆的离心率.
故选:A.
变式1、(2022·山东青岛·高三期末)已知坐标原点为,双曲线的右焦点为,点,若,则双曲线的离心率为( )
A.2 B. C. D.
【答案】A
【分析】
由题意可知双曲线右顶点为线段OF的中点,从而可得结果.
【详解】
设双曲线的右顶点为,
又点,,
∴垂直平分线段,
∴,即.
故选:A
变式2、(2022·山东济南·高三期末)已知双曲线:(,)的左、右焦点分別是,,过点的直线与交于,两点,且,现将平面沿所在直线折起,点到达点处,使平面平面.若,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】D
【分析】
由题意,可得两两互相垂直,且,,从而可求得,,,然后利用余弦定理建立关于的方程即可求解.
【详解】
解:由题意,,所以,,
因为,所以,又平面平面,平面平面,所以平面,
所以,
所以,,
因为,
所以由余弦定理有,即,
所以,即,
所以或,又离心率,
所以,
故选:D.
变式3、(2022·湖北·黄石市有色第一中学高三期末)已知、分别是双曲线的左右焦点,点在双曲线右支上且不与顶点重合,过作的角平分线的垂线,垂足为,为坐标原点,若,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】A
【分析】
延长交于点,可得,结合双曲线的定义可得的关系,从而求得离心率.
【详解】
如图延长交于点,
∵是的平分线,
∴,,又是中点,
所以,且,
又,
∴,,
∴.
故选:A.
题型三、与向量、圆等综合性问题
例3、(2022·山东淄博·高三期末)已知椭圆的右焦点为F,上顶点为B,直线BF与C相交于另一点A,点A在x轴上的射影为,