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考点07 椭圆离心率的14种常见考法归类
离心率是刻画椭圆的扁平程度和双曲线的开口大小的一个量。求离心率的大小和范围问题是高考的热点和难点。离心率问题既可以考查圆锥曲线的定义和性质,又可以综合考查平面几何、三角函数、平面向量等内容,还可以考查考生的逻辑推理能力、运算能力、空间想象能力,更可以考查数形结合、转化与化归、函数与方程等数学思想方法。因此,备受命题者青睐。
一、求离心率的方法.
求圆锥曲线的离心率主要围绕寻找参数的比例关系(只需找出其中两个参数的关系即可),方法通常有两个方向:
1、 利用几何性质:如果题目中存在焦点三角形(曲线上的点与两焦点连线组成的三角形),那么可考虑寻求焦点三角形三边的比例关系,进而两条焦半径与有关,另一条边为焦距,从而可求解;
(1)特殊三角形与离心率
这类题目通常利用特殊三角形的性质来找参数关系,用到的性质一般有边角相等、三角形相似、面积公式、正余弦定理、角平分线性质、高的性质、中线的性质等,解题方法可用代数法也可用几何法,通常数形结合,用几何法计算量较小,运算相对简单.
(2) 平行四边形与离心率
与平行四边形结合的离心率问题一般有两类,一类是题目中存在四边形;另一类是利用圆锥曲线的对称性构造四边形.用到的性质通常有:对边平行相等;两条对角线长度的平方和等于两倍的两个邻边的平方和等.解题时可用代数法也可用几何法.
(3) 圆与离心率
借助于圆的性质求离心率问题的题目相对较多,考查点通常是圆的性质和圆锥曲线性质的结合,比如弦的中点与圆心的连线与弦垂直,直径所对的圆周角是90°,半径相等,圆与圆的位置关系等.
2、利用坐标运算:如果从题目中的条件难以发掘几何关系,那么可考虑将点的坐标用进行表示,再利用条件列出等式求解.(要习惯将看作常数)
3、通过取特殊值或特殊位置,求出离心率.
二、离心率的范围问题.
在寻找不等关系时通常可从以下几个方面考虑:
(1)借助题目中给出的不等信息
题目中某点的横坐标(或纵坐标)是否有范围要求:例如椭圆与双曲线对横坐标的范围有要求.如果问题围绕着“曲线上存在一点”,则可考虑将该点坐标用表示,且点坐标的范围就是求离心率范围的突破口;
基本步骤:
①找出试题本身给出的不等条件,如已知某些量的范围,存在点或直线使方程成立,的范围等;
②列出不等式,化简得到离心率的不等关系式,从而求解.
(2)借助函数的值域求解范围
若题目中有一个核心变量,则可以考虑将离心率表示为某个变量的函数,从而求该函数的值域即可;
基本步骤:
①根据题设条件,如曲线的定义、等量关系等条件建立离心率和其他一个变量的函数关系式;
②通过确定函数的定义域;
③利用函数求值域的方法求解离心率的范围.
(3) 借助平面几何图形中的不等关系
基本步骤:
①根据平面图形的关系,如三角形两边之和大于第三边、折线段大于或等于直线段、对称的性质中的最值等得到不等关系,
②将这些量结合曲线的几何性质用进行表示,进而得到不等式,
③解不等式,确定离心率的范围.
另外,不能忽略了圆锥曲线离心率的自身限制条件(椭圆、双曲线离心率的取值范围不一致),否则很容易产生增根或者扩大所求离心率的取值范围.
考点一 利用几何性质
1.(2022秋·陕西渭南·高二统考期末)已知椭圆的左、右焦点分别为、,上顶点为A.若为正三角形,则该椭圆的离心率为______.
2.(2023·河南郑州·高二校联考阶段练习)直线与椭圆交于两点,是椭圆的右焦点,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
3.(2022秋·吉林四平·高二四平市第一高级中学校考阶段练习)已知椭圆的左、右顶点分别为,且以线段为直径的圆与直线相切,则椭圆的离心率为__________.
4.(2022春·辽宁丹东·高二凤城市第一中学阶段练习)已知椭圆的右焦点为,短轴的一个端点为,直线与椭圆相交于 ,两点.若,点到直线的距离不小于,则椭圆离心率的取值范围是( )
A., B.,
C., D.,
考点二 利用坐标法
5.(2022秋·江苏无锡·高二统考期中)如图所示,分别是椭圆的右、上顶点,是的三等分点(靠近点),为椭圆的右焦点,的延长线交椭圆于点,且,则椭圆的离心率为______.
6.(2022秋·吉林·高二统考期中)过椭圆的左顶点A且斜率为的直线交椭圆于另一点,且点在轴上的射影恰为右焦点,若,则椭圆的离心率的取值范围是_____________.
考点三 椭圆第一定义
7.(2022秋·福建三明·高二阶段练习)设、分别是椭圆的左、右焦点,若椭圆上存在点,使,且,则椭圆离心率为
A. B. C. D.
8.(2022秋·安徽·高二统考期中)、分别是椭圆的左、右焦点,过作直线交椭圆于、两点,已知,,则椭圆的离心率为
A. B. C. D.
9.(20