内容正文:
解析几何
培优点1
√
√
培优点2
√
培优点3
圆锥曲线离心率的范围问题是高考的热点题型,对圆锥曲线中已知特征关系的转化是解决此类问题的关键,相关平面几何关系的挖掘应用也可使问题求解更简洁.
[典题研磨]
[例1] (1)已知椭圆C1: eq \f(x2,a2) + eq \f(y2,b2) =1(a>b>0)与圆C2:x2+y2=b2,若在椭圆C1上存在点P,使得由点P所作的圆C2的两条切线互相垂直,则椭圆C1的离心率的取值范围是( )
A. eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1)) B. eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2),\f(\r(3),2)))
C. eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2),1)) D. eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),2),1))
(2)已知双曲线 eq \f(x2,a2) - eq \f(y2,b2) =1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,点P在双曲线的右支上,且|PF1|=4|PF2|,则此双曲线的离心率e的最大值为( )
A. eq \f(4,3) B. eq \f(5,3) C.2 D. eq \f(7,3)
[解析] (1)由椭圆上长轴端点向圆作两条切线PA,PB,则两切线形成的角最小,即∠APB最小,若椭圆C1上存在点P使两条切线互相垂直,则只需∠APB≤90°,即α=∠APO≤45°,∴sin α= eq \f(b,a) ≤sin 45°= eq \f(\r(2),2) ,解得a2≤2c2,∴e2≥ eq \f(1,2) ,即e≥ eq \f(\r(2),2) ,又0<e<1,
∴ eq \f(\r(2),2) ≤e<1,即e∈ eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2),1)) .
(2)由双曲线的定义知,|PF1|-|PF2|=2a, ①
又|PF1|=4|PF2|, ②故联立①②,解得|PF1|= eq \f(8,3) a,|PF2|= eq \f(2,3) a,在△PF1F2中,由余弦定理,
得cos ∠F1PF2= eq \f(\f(64,9)a2+\f(4,9)a2-4c2,2·\f(8,3)a·\f(2,3)a) = eq \f(17,8) - eq \f(9,8) e2,要求e的最大值,即求cos ∠F1PF2的最小值,
当cos ∠F1PF2=-1时,解得e= eq \f(5,3) ,即e的最大值为 eq \f(5,3) .
[答案] (1)C (2)B
解决此类题型的一般方法是借助圆锥曲线的定义、平面图形中的不等关系及题目中所给的不等信息,构造关于a,b,c的不等式或不等式组求解,要注意椭圆、双曲线离心率自身的范围.
[押题演练]
1.已知双曲线C: eq \f(x2,a2) - eq \f(y2,b2) =1(a>0,b>0),点B的坐标为(0,b),若C上的任意一点P都满足|PB|≥b,则C的离心率取值范围是( )
A. eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(1,\f(\r(5)+1,2))) B. eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(5)+1,2),+∞))
C.(1, eq \r(2) ] D. eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(2),+∞))
A [设P(x,y),|PB|≥b⇒ eq \r(x2+(y-b)2) ≥b⇒x2+y2-2by≥0(*),由 eq \f(x2,a2) - eq \f(y2,b2) =1⇒x2=a2 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1+\f(y2,b2))) ,代入不等式(*)中,化简得 eq \f(c2,b2) y2-2by+a2≥0恒成立,则有Δ=4b2- eq \f(4a2c2,b2) ≤0⇒b4≤a2c2⇒b2≤ac⇒c2-a2≤ac⇒e2-e-1≤0,解得 eq \f(1-\r(5),2) ≤e≤ eq \f(1+\r(5),2) ,而e>1,所以1<e≤ eq \f(1+\r(5),2) .故选A.]
2.设M是椭圆C: eq \f(x2,a2) + eq \f(y2,b2) =1(a>b>0)的上顶点,P是C上的一个动点.当P运动到下顶点时,|PM|取得最大值,则C的离心率的取值范围是( )
A. eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\c