内容正文:
专题18 圆锥曲线离心率归类
目录
题型01 定义型 1
题型02 中点型(点差型) 4
题型03 焦点三角形型 6
题型04 基本量齐次型 9
题型05 双曲线渐近线型 11
题型06 焦点三角形:焦半径型 13
题型07 焦点三角形:双余弦定理型 16
题型08 焦点三角形:双角度型 20
题型09 焦点三角形:内切圆型 22
题型10 焦点三角形:重心型 25
题型11 焦点三角形:离心率范围最值型 29
题型12 定比分点型 32
题型13 共焦点型椭圆双曲线离心率 35
题型14 共焦点范围最值型 38
题型15 离心率压轴单选题 40
题型16 离心率压轴填空题 44
题型01 定义型
【解题规律·提分快招】
求解椭圆或双曲线的离心率的方法如下:
定义法:通过已知条件列出方程组,求得、的值,根据离心率的定义求解离心率的值;
特殊值法:通过取特殊位置或特殊值,求得离心率.
1.椭圆第一定义:
双曲线第一定义:
2.一般情况下,见到与一个焦点有关的长度,则利用第一定义转化为与另一个焦点的距离。
(椭圆是减, 双曲线是结合左右两支判断加减)
【典例1-1】
(2022·福建厦门·模拟)已知椭圆的左右焦点分别为、,过点的直线与椭圆交于两点,若是以为直角顶点的等腰直角三角形,则椭圆的离心率为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】试题分析:设,若是以为直角顶点的等腰直角三角形,∴,.由椭圆的定义可知的周长为,∴,.∴.∵,∴,∴,.
考点:椭圆的几何性质.
【方法点晴】本题主要考查了椭圆的定义、标准方程及其简单的几何性质的应用、椭圆离心率的求解,着重考查了学生分析问题和解答问题的能力、转化与化归思想的应用,本题的解答中,若是以为直角顶点的等腰直角三角形,得出,,再由椭圆的定义,得到的周长为,列出的关系式,即可求解离心率.
【典例1-2】
(20-21高三·云南昆明·阶段练习)已知椭圆,F1,F2分别为椭圆的左、右焦点,若椭圆上存在一点P,使得,则该椭圆离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】结合椭圆定义求出焦半径,利用可得离心率的不等关系,求得其范围.
【详解】所以,又,所以,
,故选:D.
【变式1-1】
(23-24高二上·河南洛阳·阶段练习)已知椭圆的左,右焦点分别为,,为椭圆内一点,对称中心在坐标原点,焦点在轴上的等轴双曲线E经过点,点在上,若椭圆上存在一点,使得,则的离心率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据题意求出双曲线的方程为,由及椭圆的性质可知,再根据点在上和为椭圆内一点,求出的取值范围进而即可得到离心率的取值范围.
【详解】因为等轴双曲线经过点,所以将代入可得双曲线的方程为,
由点在上,得,所以椭圆的左焦点的坐标是,
因为,所以,即,
又,当且仅当共线时等号成立,
所以,解得①,又因为点在椭圆内,所以,即,
解得(舍去)或②,由①②得,,
所以,故选:B
【变式1-2】
(24-25高三上·河南·期末)设椭圆的一个焦点为,为内一点,若上存在一点,使得,则的离心率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】令椭圆的左焦点为,利用椭圆的定义可求出的最大值和最小值,即可得出的取值范围,即可求得椭圆的离心率的取值范围.
【详解】令椭圆的左焦点为,则,由椭圆定义知,则,设直线交椭圆于、两点(如图),
而,即,
当且仅当点、、共线时取等号.当点与重合时,,则,
当点与重合时,,则,
所以,即,经检验,此时点在内,
所以.故选:B.
【变式1-3】
(2022河北石家庄·模拟预测)已知是双曲线的左右焦点,过的直线与双曲线的两支分别交于两点(A在右支,B在左支)若为等边三角形,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据双曲线的定义可得的边长为,然后在中应用余弦定理得的等式,从而求得离心率.
【详解】由题意,,又,
∴,∴,
在中,
即,∴.
故选:D.
【点睛】本题考查求双曲线的离心率,解题关键是应用双曲线的定义把到两焦点距离用表示,然后用余弦定理建立关系式.
题型02 中点型(点差型)
【解题规律·提分快招】
设直线和曲线的两个交点,,代入椭圆方程,得; ;
将两式相减,可得;;
最后整理得:
同理,双曲线用点差法,式子可以整理成:
【典例1-1】
(21-22高三上·福建厦门·阶段练习)已知双曲线的左右焦点分别为,,过的直线交双曲线的右支于,两点.点为线段的中点,且.若,则双曲线的离心率是( )
A.2 B. C. D.
【答案】A
【分析】设,根据双曲线的定义得出,从而求出,在中利用余弦定理以及离心率的定义即可求解.
【详解】点为线段的中点,且,则,
设,则,又为直角三角形,
,即,,,由双曲线的定义可得,
,,,,
又,在中,由余弦定理可得
,,离心率.故选:A
【典例1-2】
(21-22高三上·浙江·期中)已知双曲线的左右焦点分别为, ,过的直线交双曲线的右支于,两点.点满足,且,若,则双曲线的离心率是( )
A. B. C.2 D.
【答案】C
【分析】根据给定条件可得AM垂直平分,再结合双曲线定义及三角形余弦定理列式计算作答.
【详解】因,则点是线段中点,由得,即AM垂直平分,
则有,,而,则,
又,令双曲线的半焦距为c,在中,,,
由余弦定理得:,即,
化简得,所以双曲线的离心率是.故选:C
【变式1-1】
(21-22高二上·重庆九龙坡·期中)已知双曲线,分别是双曲线的左右焦点,过且垂直于渐近线的一条直线交双曲线右支于A,垂足为M,若M是的中点,则双曲线的离心率为( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【分析】先作出辅助线,根据中位线得到⊥,求出直线:,直线:,联立后求出A点坐标,代入到双曲线方程,得到,进而求出离心率.
【详解】连接,因为若M是的中点,O是中点,所以是三角形的中位线,所以∥OM,因为⊥OM,所以⊥,因为,所以,,所以直线:①,直线:②,联立①②得:,,将代入到双曲线方程中,解得:,所以双曲线离心率为.故选:B
【变式1-2】
(2022·山西临汾·三模)已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,点A,B分别在其左、右两支上,,M为线段AB的中点,且,则双曲线C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由条件结合双曲线的定义求,结合勾股定理求出的关系,由此可得离心率.
【详解】因为,所以,又M为线段AB的中点,所以,
设,因为,M为线段AB的中点,所以,,
由双曲线定义可得,,所以,,又,
所以,故,所以,由,可得,
由已知,所以,即,
所以,所以离心率,C正确;故选:C
【变式1-3】
(20-21高三下·河北唐山·阶段练习)已知双曲线:的左、右焦点分别为,,点,分别在其左、右两支上,且,为线段的中点,若,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】若,,,由求得,进而可求、,在中有得到关于a、c的齐次方程,即可求离心率.
【详解】 由题意,若,,,
∴,即,得,
∵,得,
∴在中,,即,∴.故选:A
题型03 焦点三角形型
【解题规律·提分快招】
焦点三角形
(1)焦点三角形面积:
椭圆:,双曲线:
2.顶角
椭圆顶角在短轴顶点处最大。
3.与正余弦定理结合
设椭圆(a>0,b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为椭圆上任意一点,在△PF1F2中,记, ,,则有.
设双曲线(a>0,b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为双曲线上任意一点,在△PF1F2中,记, ,,则有
【典例1-1】
(2021·河北保定·二模)已知、是椭圆的两个焦点,过的直线与椭圆交于、两点,若,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用勾股定理得出,利用椭圆的定义求得、,利用勾股定理可得出关于、的等量关系,由此可解得该椭圆的离心率.
【详解】如下图所示,设,则,,所以,,
所以,,由椭圆定义可得,,,所以,,所以,为等腰直角三角形,可得,,所以,该椭圆的离心率为.
【典例1-2】
(19-20高二上·天津和平·期末)已知椭圆C:()的左右焦点分别为,如果C上存在一点Q,使,则椭圆的离心率的取值范围为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为当Q 为椭圆上下顶点时最大,不妨让Q是椭圆上定点,则,则,即可求得离心率取值范围.
【详解】当Q是椭圆上下顶点时最大,∴,∴,
∴,∵,∴,∴椭圆离心率取值范围为,
故选:D【点睛】本题考查椭圆的几何性质以及标准方程,属中档难度题目.
【变式1-1】
(22-23高三上·江苏南京·阶段练习)已知椭圆的左右焦点分别,左顶点为A,上顶点为B,点P为椭圆上一点,且,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】首先根据题意得到,根据得到,再计算离心率即可.
【详解】由题知:,因为,所以,整理得,
所以,得,.故选:A
【变式1-2】
(21-22高二上·北京房山·期末)已知,是椭圆的两个焦点,为椭圆上一点,为坐标原点,若为等边三角形,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用为等边三角形,构造焦点三角形,根据几何关系以及椭圆定义,得到的等量关系,即可求得离心率.
【详解】连接,根据题意,作图如下:因为为等边三角形,即可得:,且则,
由椭圆定义可知:,故可得:.故选:A.
【变式1-3】
(21-22高二上·黑龙江哈尔滨·期中)已知,分别为椭圆的左右焦点,为坐标原点,椭圆上存在一点,使得,设的面积为,若,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由可得为直角三角形,故,且,结合,联立可得,即得解
【详解】由题意,故为直角三角形,,
又,,
又为直角三角形,故,,
即,.故选:D.
题型04 基本量齐次型
【解题规律·提分快招】
基本量齐次型:
基本量是指椭圆和双曲线的a,b,c三个量。要根据一个条件得到关于a,b,c的齐次式,结合b2=c2-a2转化为a,c的齐次式,然后等式(不等式),两边分别除以a或a2转化为关于e的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e(e的取值范围).
齐次式法:由已知条件得出关于、的齐次方程,然后转化为关于的方程求解;
【典例1-1】
(21-22高三上·天津南开·期末)已知双曲线,过原点作一条倾斜角为的直线分别交双曲线左、右两支于、两点,以线段为直径的圆过右焦点,则双曲线的离心率为( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设双曲线的左焦点为,连接、,求得、,利用双曲线的定义可得出关于、的等式,即可求得双曲线的离心率.
【详解】设双曲线的左焦点为,连接、,如下图所示:
由题意可知,点为的中点,也为的中点,且,
则四边形为矩形,故,由已知可知,
由直角三角形的性质可得,故为等边三角形,故,
所以,,
由双曲线的定义可得,所以,.故选:A.
【典例1-2】
(20-21高三下·全国·阶段练习)已知双曲线的右顶点、右焦点分别为A,,过点A的直线与的一条渐近线交于点,直线与的一个交点为B,若,且,则的离心率为( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【分析】由向量数量积等式推出l⊥x轴,求出点Q坐标,进而得点B坐标,再代入双曲线方程求解即得.
【详解】由已知得,设,由,得,
所以轴,即,不妨设点在第一象限,则.设,由,得,
,,即,点在双曲线上,
,整理得,,
解得,或(负值舍去).故选C.故选:C
【变式1-1】
(19-20高三上·福建泉州·阶段练习)是双曲线的左、右焦点,过的直线与的左、右两支分别交于两点,若为等边三角形,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
【答案】B
【分析】本题可先通过构造几何图形,先设为,再利用双曲线第一定义,列出与的关系式,与的关系式,利用几何关系,在中,利用余弦定理即可求得答案.
【详解】设,由于为等边三角形,所以,所以,即,又,所以,在中,,,,,所以根据余弦定理有:,
整理得:,即,所以离心率.故本题正确答案为B.
【变式1-2】
(2011·辽宁锦州·一模)过双曲线的右顶点作斜率为的直线,该直线与双曲线的两条渐近线的交点分别为.若,则双曲线的离心率是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】试题分析:直线l:y=-x+a与渐近线l1:bx-ay=0交于B,
l与渐近线l2:bx+ay=0交于C,A(a,0),
∴,∵,
∴,b=2a,∴,∴,∴
考点:直线与圆锥曲线的综合问题;双曲线的简单性质
【变式1-3】
(2019·山东临沂·一模)是双曲线的左、右焦点,直线l为双曲线C的一条渐近线,关于直线l的对称点为,且点在以F2为圆心、以半虚轴长b为半径的圆上,则双曲线C的离心率为
A. B. C.2 D.
【答案】B
【分析】根据左焦点与渐近线方程,求得关于直线l的对称点为,写出以F2为圆心、以半虚轴长b为半径的圆的方程,再将代入圆的方程,化简即可得离心率.
【详解】因为直线l为双曲线C的一条渐近线,则直线 因为是双曲线的左、右焦点
所以(-c,0),(c,0)因为关于直线l的对称点为,设为(x,y)
则 解得所以为()
因为是以为圆心,以半虚轴长b为半径的圆,则圆的方程为
将以的()代入圆的方程得
化简整理得 ,所以 所以选B
题型05 双曲线渐近线型
【解题规律·提分快招】
利用渐近线性质构造齐次型。双曲线渐近线性质:
(1)焦点到渐近线的距离为b
(2)定点到渐近线的距离为
(3)一直线交双曲线的渐近线于A.B两点。A,B的中点为M,则.
(4)过双曲线上任意一点P做切线,分别角两渐近线于M,N两点,O为坐标原点则有如下结论:
①OM·ON=a2+b2;②;③
【典例1-1】
(2022·新疆克拉玛依·模拟预测)已知双曲线的左焦点为F,过点F作一条渐近线的垂线,垂足为P,的面积为1,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【分析】先求出点纵坐标,再根据的面积为1列出、的方程,即可求出、,进而求出双曲线的离心率.
【详解】解:由题意,设双曲线的一条渐近线方程为:因为直线与渐近线垂直,即
又且,所以直线的方程为:即设,联立直线与渐近线方程得解得因为△OPF的面积为1,即,又
所以化简得,解得所以
所以该双曲线的离心率为故选:B.
【典例1-2】
(2019·天津红桥·二模)已知点A是抛物线与双曲线的一条渐近线的交点,若点A到抛物线的准线的距离为p,则双曲线的离心率为
A. B.2 C. D.
【答案】A
【解析】根据抛物线和双曲线的对称性,设点A是抛物线与双曲线的一条渐近线在第一象限的交点,根据抛物线的定义可以直接求出点A的横坐标,代入抛物线方程中,可求出点A的纵坐标,因为点在渐近线上,得到等式,最后结合,求出双曲线的离心率.
【详解】由题意和抛物线、双曲线的对称性可设点A的坐标为,,根据抛物线的定义有,,所以点A的坐标为,
由题意可知:点A在渐近线上,所以有,而
,所以有,故本题选A.
【点睛】本题考查了求双曲线的离心率,解决本题的关键是利用抛物线的定义求出点的坐标.
【变式1-1】
(2022·天津·二模)已知双曲线的左、右焦点分别为,点在的左支上,过点作的一条渐近线的垂线,垂足为,若的最小值为9,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意可知,根据双曲线的对称性画出图形,由双曲线的定义可知,当且仅当点,,三点共线时,等号成立,从而得到的最小值为,求出的值,得到双曲线的离心率.
【详解】解:根据双曲线的对称性,仅作一条渐近线, 因为双曲线,
,由双曲线的定义可知,,,
当且仅当点,,三点共线时,等号成立, 渐近线方程为,即,且,此时,的最小值为,
,,所以离心率,故选:A.
【变式1-2】
(23-24高三下·山东菏泽·阶段练习)已知双曲线的左,右焦点分别为,,过作一条渐近线的垂线,垂足为,延长与另一条渐近线交于点,若为坐标原点,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用已知条件求出点坐标,求出点到渐近线的距离,结合可以得到点到渐近线的距离为,进而利用点到直线的距离公式求出与的关系,然后求解双曲线的离心率.
【详解】由题意知,双曲线的两条渐近线方程分别为,,
过点且与渐近线垂直的直线方程为,
联立,可解得,点到渐近线的距离,
因为,所以点到渐近线的距离为,所以,即,所以,即双曲线的离心率为.故选:D
【变式1-3】
(2022·宁夏石嘴山·一模)过双曲线的右顶点A作斜率为的直线,该直线与双曲线的两条渐近线的交点分别为B,C,若A,B,C三点的横坐标成等比数列,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据双曲线方程求出渐近线方程,再判断直线与渐近线交点所在象限,从而求出交点坐标,再根据等比中项的性质得到方程,整理可得,即可求出离心率.
【详解】解:因为双曲线,
所以渐近线为,
因为,即,则,则直线与渐近线的交点位于第二象限,直线与渐近线的交点位于第一象限,
又、、三点的横坐标成等比数列,
所以直线与渐近线,即,解得,即,同理可得与渐近线交于,因为,且、、三点的横坐标成等比数列,
所以,化简整理,解得,因为,所以双曲线的离心率
故选:B.
题型06 焦点三角形:焦半径型
【解题规律·提分快招】
圆锥曲线焦半径统一结论,其中p为交点到准线的距离,对椭圆和双曲线而言
对于抛物线,则
【典例1-1】
(23-24高二上·辽宁大连·期中)已知是椭圆上一点,分别是椭圆的左、右焦点、若的周长为6,且椭圆上的点到椭圆焦点的最小距离为1,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据椭圆的定义和性质列式求,进而可得离心率.
【详解】由题意可知:,解得,所以椭圆的离心率.故选:A.
【典例1-2】
(21-22高三下·河北衡水·阶段练习)已知椭圆的左、右焦点分别为,,椭圆上点到焦点的最大距离为3,最小距离为1,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由椭圆上的点到焦点的距离最大值为,最小值为,可求出,即可计算出离心率
【详解】设椭圆的半焦距为,由题意可得,解得,,所以椭圆C的离心率,
故选:A.
【变式1-1】
(高二上·安徽安庆·期末)已知椭圆上任一点到两焦点的距离分别为,,焦距为,若,,成等差数列,则椭圆的离心率为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由题设条件,结合椭圆的定义知:,由成等差数列,得到,由此能求出椭圆的离心率.
【详解】∵椭圆+=1()上任意一点到两焦点的距离分别为,
∴由椭圆的定义知:,由成等差数列,得到,∴,即,
∴=故选:A.
【变式1-2】
(19-20高二上·天津·期末)已知是椭圆的左、右焦点,点为抛物线准线上一点,若是底角为的等腰三角形,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用几何性质确定中得,利用可得的关系,即可得椭圆离心率.
【详解】解:如图,抛物线的准线与轴的交点为
因为是椭圆的左、右焦点,所以
抛物线准线为:直线,所以
因为是底角为的等腰三角形,则 则
则 ,整理得: 所以离心率.
故答案为:A.
【变式1-3】
(2023·全国·模拟预测)已知,分别是椭圆:的左,右焦点,A是椭圆的上顶点,过点A且斜率为的直线上有一点P,满足是以为顶角的等腰三角形,其中,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】
由题意易知直线AP的方程为,因为为等腰三角形,,求出的值,再结合三角函数和椭圆离心率的求法进行求解即可.
【详解】椭圆的定义和几何性质由题意易知直线AP的方程为①,因为为等腰三角形,,所以直线的方程为,联立①②可得.
如图,过点P向x轴引垂线,垂足为H,则,
所以,即,,
所以,所以.故选:B.
题型07 焦点三角形:双余弦定理型
【解题规律·提分快招】
与圆锥曲线焦点三角形有关的问题,常利用圆锥曲线的定义及余弦定理求解,有时需要在两个三角形中分别使用余弦定理建立关系式,求解此类问题要重视整体思想的应用,尽量减少不必要的计算.
圆锥曲线具有中心对称性质,内接焦点四边形性质:
1. 焦点四边形具有中心对称性质。
2. 焦点四边形可分割为两个焦点三角形,具有焦点三角形性质。
3. 焦点四边形可分割为两个余弦定理形双三角形,可以用双余弦定理求解
【典例1-1】
(23-24高二上·广东广州·期末)已知椭圆:的左右焦点分别为,,过的直线交椭圆于A,B两点,若,点满足,且,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由、结合正弦定理可得,又,故,再结合余弦定理计算即可得离心率.
【详解】由椭圆定义可知,由,故,,
点满足,即,则,
又,,即,又,故,则,即,
即平分,又,故,则,则,,,由,故,即,即,又,故.故选:B.
【典例1-2】
(2024·全国·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,,过的直线与交于点,,若,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据向量关系得到,根据椭圆的定义及线段间的关系求出、、,解法一,再利用三角知识求出的值,进而求得的值;解法二,再利用二级结论求出的值,进而求的值.
【详解】如图,由,得.
设,则,,由,
得,.解法一,,由,得,
整理得,得,(,舍去)所以;
解法二,
如下图,直线过椭圆的右焦点,交椭圆于点,,
椭圆的右准线方程为,根据椭圆的第二定义,即有,,
设与轴的夹角为,则有,于是有,
可得,
,可得,同理可得,所以.
根据椭圆的焦半径倒数和公式得,
即,整理得,得,( ,舍去)
所以.故选:A.
【变式1-1】
(2024高三·全国·专题练习)已知为平行四边形的边的中点,以B,E为焦点的椭圆过点A,D,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用向量的线性运算以及数量积运算律可得,连接并利用椭圆的定义求,再由余弦定理求,易知,建立方程求间的关系,进而可得椭圆的离心率
【详解】如下图所示: 因为为平行四边形的边的中点,
所以,
所以,所以.连接,由椭圆的定义可知,;设,则,故,
在中,.在中,.在平行四边形中,,所以,
所以,则,整理得,
所以椭圆的离心率为,故选:D.
【变式1-2】
(24-25高三上·山东枣庄·阶段练习)已知点是椭圆的左、右焦点,点为椭圆上一点,点关于的角平分线的对称点也在椭圆上,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】确定在上,设,由椭圆的定义用表示出,由余弦定理确定的关系,然后在中用余弦定理求得关系,得离心率.
【详解】点关于的角平分线的对称点N必在上,因此共线,,
,设,则,,,
又,∴,
中,由余弦定理得:,
∴,化简得,∴,,中,,
由余弦定理得,解得,故选:C.
【变式1-3】
(24-25高三上·福建福州·阶段练习)已知椭圆的左右焦点分别为,,过的直线交椭圆C于A,B两点,若,点M满足,且,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由、结合正弦定理可得,又,故,再结合余弦定理计算即可得离心率.
【详解】由椭圆定义可知,由,故,,
点满足,即,则,
又,,
即,又,
故,则,即,
即平分,又,故,则,则,
,,
由,
故,即,
即,即,故.故选:B.
题型08 焦点三角形:双角度型
【解题规律·提分快招】
设椭圆(a>b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为椭圆上任意一点,在△PF1F2中,记, ,,则有.[来源:学科网ZXXK]
设双曲线(a>0,b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为双曲线上任意一点,在△PF1F2中,记, ,,则有.
【典例1-1】
(21-22高二上·山西晋城·阶段练习)设P为椭圆上一点,且,其中为椭圆的两个焦点,则椭圆的离心率e的值等于( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设,利用正弦定理,求得与的关系,进而求得椭圆的离心率,得到答案.
【详解】设,在中,由正弦定理得,
可得,又由,所以,
所以.故选:B.
【典例1-2】
(2021·安徽黄山·二模)已知,分别为椭圆的两个焦点,P是椭圆E上的点,,且,则椭圆E的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意得,利用椭圆定义及勾股定理求得椭圆参数关系,即可求离心率.
【详解】由题意及正弦定理得:,
令,则,,可得,
所以椭圆的离心率为:.故选:B
【变式1-1】
(19-20高二上·江西抚州·期末)已知椭圆()的左右焦点分别为,,若椭圆上存在一点使得,则这椭圆的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】利用正弦定理,结合椭圆的定义以及焦半径的取值范围列出关于的不等式,进而可得结果.
【详解】由正弦定理得因为,
,即,又,故选:D.
【变式1-2】
(19-20高二上·贵州贵阳·期末)已知椭圆的左右焦点分别为,,焦距为若直线与椭圆的一个交点M满足,则该椭圆的离心率等于
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由直线斜率得直线倾斜角,从而的三个内角都能求出,可确定是正三角形,于是有,把点坐标代入椭圆方程,变形整理可解得.
【详解】如图,由题意得,又,∴,,
于是是正三角形,∴,点在椭圆上,∴,整理得,即,(舍去),.
故选:D.
【变式1-3】
(2022高三·全国·专题练习)已知,分别为椭圆的左、右两个焦点,是以为直径的圆与该椭圆的一个交点,且,则这个椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由几何关系得,再由椭圆性质求解
【详解】由题意为直角三角形,,而,则,又,
∴,,由椭圆的定义知,,
∴离心率为.故选:A
题型09 焦点三角形:内切圆型
【解题规律·提分快招】
双曲线中,焦点三角形的内心的轨迹方程为.
证明:设内切圆与的切点分别为,则由切线长定理可得,因为,,所以,所以点的坐标为,所以点的横坐标为定值a.
【典例1-1】
(24-25高二上·湖北武汉·期末)已知椭圆的左,右焦点分别为,,点P是椭圆上的一点,且点P在x轴上方,的内切圆圆心为I,若则椭圆的离心率e的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由内切圆性质可得,结合椭圆的定义即可求解.
【详解】连接并延长,交x轴于点Q,
则,则,所以,
所以,
由得,所以.故选:C.
【典例1-2】
(2021·湖南永州·模拟预测)已知椭圆的方程为,、为椭圆的左右焦点,为椭圆上在第一象限的一点,为的内心,直线与轴交于点,若,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】连接、,是的内心,得到为的角平分线,即到直线、的距离相等,利用三角形的面积比,得到,结合椭圆的离心率的定义,即可求解.
【详解】如图所示,连接、,是的内心,
可得、分别是和的角平分线,
由于经过点与的内切圆圆心的直线交轴于点,
则为的角平分线,则到直线、的距离相等,
所以,同理可得,,
由比例关系性质可知.
又因为,所以椭圆的离心率.
故选:A.
【变式1-1】
(24-25高三上·天津河北·期末)设F是双曲线(,)的右焦点,O为坐标原点,过F作双曲线的一条渐近线的垂线,垂足为H,若的内切圆与x轴切于点B,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】首先求出,由,通过运算得到,再利用之间的关系得到关于的方程,解出即可.
【详解】双曲线的渐近线方程为:,即,到渐近线的距离为,
,则直角三角形的内切圆的半径,
如图,设三角形的内切圆与切于,则,,
可得,,即,则,所以,由,,,.
故选:A.
【点睛】关键点点睛:直角三角形内切圆的半径.
【变式1-2】
(22-23高三上·陕西安康·阶段练习)已知椭圆,其左、右焦点分别为,,离心率为,点P为该椭圆上一点,且满足,若的内切圆的面积为,则该椭圆的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由离心率的值,可得的关系,由三角形的内切圆的面积,求出内切圆的半径,再由及余弦定理可得的值,进而求出的面积,再由,可得的值,进而求出椭圆的方程.
【详解】由离心率,得,即.因为的内切圆的面积为,设内切圆的半径为,所以,解得,由椭圆的定义可知,在中,,由余弦定理得,即,
∴,∴,可得,
所以,而,
所以可得,解得,,由,得,
所以该椭圆的方程为.故选:A.
【变式1-3】
(2023·河南·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,左顶点为为坐标原点,以为直径的圆与的渐近线在第一象限交于点.若的内切圆半径为,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】渐近线与圆联立求出点坐标,两点间的距离公式求出的长,利用三角形等面积可建立之间的等量关系,同除,建立的一元二次方程,求解即可.
【详解】由题意知,双曲线过第一、三象限的渐近线方程为,以为直径的圆的方程为.联立解得或所以,则.又的内切圆半径为,所以,
则.结合,得,
所以,解得或(舍去).故选:A
题型10 焦点三角形:重心型
【解题规律·提分快招】
重心:中线交点
1、相交弦中点(点差法)
直线与曲线相交,涉及到交线中点的题型,多数用点差法。按下面方法整理出式子,然后根据实际情况处理该式子。
主要有以下几种问题:
(1)求中点坐标;(2)求中点轨迹方程;(3)求直线方程;(4)求曲线;
中点, ,
椭圆中的中点弦解题步骤:
第一步:若,是椭圆上不重合的两点,则,
第二步:两式相减得,
第三步:是直线的斜率,是线段的中点,化简可得,此种方法为点差法。
【典例1-1】
(2022高三·全国·专题练习)已知椭圆的左右焦点为F1、F2,点P为椭圆上一点,的重心、内心分别为G、I,若,则椭圆的离心率e等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设,求出重心的坐标,利用中面积等积法可求出的关系,即可得椭圆离心率.
【详解】设为的重心,点坐标为,
∵,∴IG∥x轴 ∴I的纵坐标为,在中,,
, 又∵I为△F1PF2的内心,∴I的纵坐标 即为内切圆半径,
内心I把△F1PF2分为三个底分别为△F1PF2的三边,高为内切圆半径的小三角形,,
即,, ∴椭圆C的离心率.故选:A
【典例1-2】
(24-25高二上·山东青岛·期中)已知椭圆的左焦点和下顶点,直线交椭圆于两点,若恰好为的重心,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】取的中点,确定,再结合列出等式即可求解.
【详解】
设为的中点,设两点坐标为,,
则,两式作差化简可得:
即,得,所以,
由恰好为的重心,则即可得:,解得:
所以,则,平方后得,
即,解得:或,由条件,所以.
故选:D
【变式1-1】
(高二上·四川绵阳·期中)已知椭圆的左右焦点分别为,点为椭圆上一点. 的重心为,内心为,且,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意,设Q(x0,y0),由G为△F1QF2的重心,得G点坐标为(,),利用面积相等可得,×2c•|y0|=(2a+2c)||,从而求椭圆的离心率.
【详解】椭圆的左右焦点分别为F1(﹣c,0),F2(c,0),设Q(x0,y0),
∵G为△F1QF2的重心,∴G点坐标为 G(,),∵,则∥,∴I的纵坐标为,
又∵|QF1|+|QF2|=2a,|F1F2|=2c,∴=•|F1F2|•|y0|,
又∵I为△F1QF2的内心,∴||即为内切圆的半径,
内心I把△F1QF2分为三个底分别为△F1MF2的三边,高为内切圆半径的小三角形,
∴=(|QF1|+|F1F2|+|QF2|)||,
即×2c•|y0|=(2a+2c)||,∴2c=a,∴椭圆C的离心率为e=,∴该椭圆的离心率,故选:A.
【变式1-2】
(23-24高二下·山西晋城·阶段练习)已知,是椭圆的两个焦点,M为C的顶点,若的内心和重心重合,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据的内心和重心重合,判断为等边三角形,得即可.
【详解】如图所示,为椭圆的顶点,
且的内心和重心重合,所以为等边三角形,又因为,
所以,即.故选:C.
【变式1-3】
(23-24高二上·浙江杭州·期中)已知椭圆的右焦点和上顶点分别为点和点A,直线交椭圆于P,Q两点,若F恰好为的重心,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】首先设的中点,由点差法得,再根据重心的性质求得点的坐标,联立求得椭圆的离心率,再结合条件,即可求解.
【详解】设,,的中点为点,,两式相减得,化解得,即,得,
所以,,,由F恰好为的重心,
则,即,得,,即,,
所以,则,平方后得,
,即,解得:或,
由条件,得,即,得,所以.
题型11 焦点三角形:离心率范围最值型
【解题规律·提分快招】
求圆锥曲线的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法:
①求出,代入公式;
②只需要根据一个条件得到关于的齐次式,结合转化为的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以或转化为关于的方程(不等式),解方程(不等式)即可得(的取值范围).
【典例1-1】
(2023·江西·二模)已知双曲线E:,其左右顶点分别为,,P在双曲线右支上运动,若的角平分线交x轴于D点,关于的对称点为,若仅存在2个P使直线与E仅有一个交点,则E离心率的范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设直线的倾斜角为,直线的倾斜角为,我们可证直线且,据此可求离心率的范围.
【详解】设直线的倾斜角为,直线的倾斜角为,由题设可得不为右顶点.
设,则.
双曲线在处的切线斜率必存在,设切线方程为,
由可得,
整理得到:,
故,
整理得:即,
故,故切线方程为:即.
因为存在2个P使直线与E仅有一个交点,故由双曲线的对称性不妨设在第一象限,
此时,均为锐角且存在唯一的满足题设条件.故直线与渐近线平行或与双曲线相切或.
若直线与渐近线平行,则,而为的平分线,故其倾斜角满足,故,故,故,但,
故,而,由基本不等式可得,
当且仅当即时等号成立,此时,这不可能,故直线与渐近线不平行.
若直线与双曲线相切,且切点为,双曲线在的切线方程为:,
故且该切线的斜率为,所以直线的斜率为.
此时,
而,
即,故,矛盾.故直线,所以,而直线的倾斜角为,
因为直线与双曲线有且只有一个交点,且在之间,故,
由在第一象限内的唯一性可得存在唯一的,使得,而,故,所以即,所以,故选:D.
【典例1-2】
(2022·全国·模拟预测)在平面直角坐标系中,已知双曲线左、右顶点为A,B,若该双曲线上存在点P,使得的斜率之和为1,则该双曲线离心率的范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题可得与双曲线有公共点,据此可得答案.
【详解】易知,设,则,所以,
又,所以,即,所以,即直线与双曲线有公共点.联立与双曲线方程,有,
消去得:,则要使方程有根,需使.
故选:D
【变式1-1】
(21-22高二·全国·课后作业)已知直线,若椭圆上的点到直线的距离的最大值与最小值之和为,则椭圆的离心率范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】先将直线方程与椭圆方程联立方程组,消去,由求出的范围,设椭圆上任意一点P(acosθ,sinθ),然后利用点到直线的距离公式求出点P到直线的距离,利用三角函数的性质可求得的最值, 从而可得当直线与椭圆相切或相离时满足题意,再由可求出离心率的范围
【详解】解:联立可得(1+a2)x2+4a2x+3a2=0,因为直线l与椭圆C相离或相切,所以=16a4﹣12a2(1+a2)≤0,∴1<a2≤3,设椭圆上任意一点P(acosθ,sinθ),则点到直线l的距离
,其中,d的最小值、最大值分别为:,,满足最大值与最小值之和为,∴1<a2≤3,.故选:A.
【变式1-2】
(23-24高二上·湖南长沙·期中)焦点在x轴椭圆中截得的最大矩形的面积范围是,则椭圆离心率的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设椭圆的标准方程为,不妨设矩形的对角线所在的直线方程为:(假设),与椭圆方程联立可得矩形的面积,变形利用基本不等式结合题意求解即可.
【详解】设椭圆的标准方程为,不妨设矩形的对角线所在的直线方程为:(假设),联立,则,解得:,,
所以矩形的面积为:,
当且仅当时取等,因为点在x轴椭圆中截得的最大矩形的面积范围是,
所以,则,即,,即,解得:,即.故选:C.
【变式1-3】
(2021·黑龙江哈尔滨·三模)双曲线:(,)右焦点为,过倾斜角为的直线与双曲线右支交于,两点,则双曲线离心率的范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据过的直线的倾斜角为,且与双曲线右支交于,两点,由求解.
【详解】因为过的直线的倾斜角为,所以直线斜率,因为直线与双曲线右支交于,两点,如图所示:由图象知:,所以,
又,所以.故选:A.
题型12 定比分点型
【典例1-1】
(22-23高二上·北京东城·期中)已知双曲线C:的右焦点为F,关于原点对称的两点A、B分别在双曲线的左、右两支上,以AB为直径的圆恰好过右焦点F,,且点C在双曲线上,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设双曲线的左焦点为,连接,,,由题意推得四边形为矩形,可设,则,分别在直角三角形和直角三角形中,运用勾股定理,结合离心率公式可得所求值.
【详解】设双曲线的左焦点为,连接,,,
由以AB为直径的圆恰好过右焦点F可得AF⊥BF,由双曲线的对称性得四边形为矩形,
可设,则,
在直角三角形中,可得,即为,
解得,又在直角三角形中,,
即为,即为,即有,故选:B.
【典例1-2】
(22-23高三上·天津南开·阶段练习)已知双曲线的右焦点为,关于原点对称的两点,分别在双曲线的左、右两支上,,,且点在双曲线上,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】令双曲线左焦点,利用给定条件证得四边形为矩形,再利用双曲线定义结合勾股定理列式求解作答.
【详解】令双曲线右焦点,则其左焦点,连接,如图,
显然与互相平分于点O,即四边形为平行四边形,又,则,因此四边形为矩形,令,由得,
由双曲线定义知,,
在中,,即,解得,
在中,,而,
于是得,解得,所以双曲线的离心率.故选:B
【变式1-1】
(22-23高二上·江西宜春·阶段练习)已知双曲线:的右焦点为,关于原点对称的两点A、B分别在双曲线的左、右两支上,,,且点C在双曲线上,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由,令且,,则,根据题设有、、,进而有,将它们整理为关于的齐次方程求离心率即可.
【详解】由题设,令且,,则,且①,
由,即②,
由,即,
又C在双曲线上,则③,由①得:,代入③并整理得:,
由①②及得:,
所以,即,
显然,则.故选:B
【变式1-2】
(2024·浙江台州·二模)设,是双曲线:的左、右焦点,点分别在双曲线的左、右两支上,且满足,,则双曲线的离心率为( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【分析】设与的交点为,,进而根据下向量关系得,再结合双曲线的性质即可得,,进而结合余弦定理求得,最后在中利用余弦定理求得,进而可得答案.
【详解】解:如图,设与的交点为,,因为,所以,
所以,由双曲线的定义可知:,,
因为,所以,所以,,
所以,,所以,在中,,
所以 ,由余弦定理有:,
代入,,,整理得,
解得,(舍),所以,,,,
所以,在中,由余定理有:,
代入数据整理得:,所以,双曲线的离心率为:.故选:B
【变式1-3】
(24-25高三下·天津·开学考试)已知分别是双曲线的左、右焦点,焦距为4,若过点且倾斜角为的直线与双曲线的左、右支分别交于两点,,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】首先直线方程与椭圆方程联立,再根据条件,以及韦达定理,建立等量关系,即可求离心率.
【详解】由条件可知,,过点且倾斜角为的直线方程为,设,
因为,所以,得,即
联立,得,所以,,①,②
由①②可得,又因为得,且,得,,
所以双曲线的离心率.故选:B
题型13 共焦点型椭圆双曲线离心率
【解题规律·提分快招】
椭圆与双曲线共焦点、,它们的交点对两公共焦点、的张角为,椭圆与双曲线的离心率分别为、,则.
【典例1-1】
(2021·江西·模拟预测)已知椭圆与双曲线的焦点相同,离心率分别为,,且满足,,是它们的公共焦点,P是椭圆和双曲线在第一象限的交点,若,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】C
【分析】设 , ,利用余弦定理可得,再分别利用椭圆与双曲线的定义可得,可得,结合,解方程即可得答案.
【详解】设 , ,在椭圆:中,
, , 在双曲线:中,
,
即,则所以,
又因为,所以,解得,故选:C.
【典例1-2】
(2018·山东·一模)我们把焦点相同且离心率互为倒数的椭圆和双曲线称为一对“相关曲线”.已知是一对相关曲线的焦点,分别是椭圆和双曲线的离心率,若为它们在第一象限的交点,,则双曲线的离心率
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设F1(﹣c,0),F2(c,0),椭圆的长半轴长为a,双曲线的实半轴长为m,分别运用椭圆和双曲线的定义、结合余弦定理,和离心率公式,解方程可得所求值.
【详解】设F1(﹣c,0),F2(c,0),椭圆的长半轴长为a,双曲线的实半轴长为m,
可得PF1+PF2=2a,PF1﹣PF2=2m,可得PF1=a+m,PF2=a﹣m,
由余弦定理可得F1F22=PF12+PF22﹣2PF1•PF2cos60°,
即有4c2=(a+m)2+(a﹣m)2﹣(a+m)(a﹣m)=a2+3m2,
由离心率公式可得+=4,e1e2=1,即有e24﹣4e22+3=0,解得e2=故选C.
【变式1-1】
(19-20高二上·黑龙江大庆·期末)椭圆与双曲线的焦点相同,,分别为左焦点和右焦点,椭圆和双曲线在第一象限的交点为,若,椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,则下列选项中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】先根据椭圆与双曲线的定义求得,再在中,利用余弦定理,化简变形求解.
【详解】设 ,根据题意, ,解得 ,在中,设 ,
由余弦定理得 ,所以,
,,,
所以.故选:B
【变式1-2】
(21-22高二·全国·课后作业)已知椭圆()与双曲线(,)有公共焦点,,且两条曲线在第一象限的交点为P.若是以为底边的等腰三角形,曲线,的离心率分别为和,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】设曲线,的焦距为2c,则可得,然后结合椭圆和双曲线的定义可求出的关系,变形后可得结果.
【详解】设曲线,的焦距为2c.是以为底边的等腰三角形,
则.由点P在第一象限,知,
即,即,即.故选:B
【变式1-3】
(2022·海南·一模)我们把焦点相同,且离心率互为倒数的椭圆和双曲线称为一对“相关曲线”.已知、是一对相关曲线的焦点,是它们在第一象限的交点,当时,这一对相关曲线中椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设椭圆方程为,双曲线方程为,且,由题意,在焦点三角形中由余弦定理得,代入(),整理化简可得答案.
【详解】由题意设椭圆方程为,双曲线方程为,且,
由题意,由,椭圆离心率,由余弦定理得:椭圆中,
双曲线中:,可得,代入(),
,
即,得,即.故选:B.
题型14 共焦点范围最值型
【典例1-1】
(21-22高三上·山东德州·)已知中心在原点的椭圆与双曲线有公共焦点,左右焦点分别为 ,且两条曲线在第一象限的交点为P,是以 为底边的等腰三角形,若 ,椭圆与双曲线的离心率分别为 ,则 的取值范围是
A. B.
C. D.]
【答案】A
【详解】试题分析:设椭圆与双曲线的半焦距为 利用三角形中边之间的关系得出c的取值范围,再根据椭圆或双曲线的性质求出各自的离心率,最后依据c的范围即可求出 的取值范围;
设椭圆与双曲线的半焦距为 由题意知 ,且,,
,故选A
考点:双曲线与椭圆的性质
【典例1-2】
(高二上·重庆·期末)已知中心在原点的椭圆与双曲线有公共焦点,左、右焦点分别为,,且两条曲线在第一象限的交点为,若是以为底边的等腰三角形.椭圆与双曲线的离心率分别为,,则的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设椭圆和双曲线的半焦距为 由于是以为底边的等腰三角形.若 即有 由椭圆的定义可得 由双曲线的定义可得 即有再由三角形的两边之和大于第三边,可得 则即有由离心率公式可得
由于 ,则有 ,即故选C.
【变式1-1】
(20-21高三下·河南·阶段练习)已知中心在坐标原点的椭圆与双曲线有公共焦点,且左、右焦点分别为.这两条曲线在第一象限的交点为,是以为底边的等腰三角形.若,记椭圆与双曲线的离心率分别为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据椭圆和双曲线的定义、椭圆和双曲线的离心率公式,结合等腰三角形的性质,以及三角形两边之和大于第三边的性质进行求解即可.
【详解】设椭圆和双曲线的半焦距为,,,,
由于是以为底边的等腰三角形,若,即有,,
由椭圆的定义可得,由双曲线定义可得,
即由,,再由三角形的两边之和大于第三边,
可得,由离心率公式可得,
由于,,则的取值范围是,故选:C.
【变式1-2】
(高二·湖北武汉·期末)已知中心在原点的椭圆与双曲线有公共焦点,左、右焦点分别为,且两条曲线在第一象限的交点为,是以为底边的等腰三角形.若,椭圆与双曲线的离心率分别为、,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先设椭圆与双曲线的方程为,,再由题意求出与的关系,以及求出的范围,进而可求出结果.
【详解】设椭圆与双曲线的标准方程为,,
因为是以为底边的等腰三角形,,
所以,即,
再由三角形的两边之和大于第三边可得,即,所以有;
因此,由离心率公式可得,,
又因为,所以,因此;令,则,
设,,则在上恒成立,
所以在上单调递增,因此.故选B
【点睛】本题主要考查椭圆与双曲线离心率的问题,熟记椭圆与双曲线的性质即可,属于常考题型.
【变式1-3】
(2023·湖南长沙·模拟)已知中心在原点的椭圆与双曲线有公共焦点,左右焦点分别为,且两条曲线在第一象限的交点为P,是以 为底边的等腰三角形,若 ,椭圆与双曲线的离心率分别为 ,则 的取值范围是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】试题分析:设椭圆与双曲线的半焦距为 利用三角形中边之间的关系得出c的取值范围,再根据椭圆或双曲线的性质求出各自的离心率,最后依据c的范围即可求出的取值范围;
设椭圆与双曲线的半焦距为 由题意知 ,且,,
,故选A.
考点:椭圆与双曲线离心率问题.
题型15 离心率压轴单选题
【解题规律·提分快招】
求双曲线的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法:
一:求出,代入公式计算;
二:只需要根据一个条件得到关于的齐次式,结合转化为的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以或转化为关于的方程(不等式),解方程(不等式)即可得(的取值范围).
【典例1-1】
(2024·天津·二模)设双曲线:的左、右焦点分别为,,过坐标原点的直线与双曲线C交于A,B两点,,,则C的离心率为( )
A. B. C. D.2
【答案】B
【分析】由双曲线的对称性可得,且四边形为平行四边形,由数量积的定义,结合余弦定理代入计算,即可得离心率.
【详解】
由双曲线的对称性可知,,有四边形为平行四边形,
令,则,
由双曲线定义可知,故有,即,
即,,则
,即,,所以.故选:B
【典例1-2】
(24-25高二上·天津东丽·阶段练习)已知椭圆与双曲线有公共焦点,为右焦点,为坐标原点,双曲线的一条渐近线与椭圆在第一象限交于点,且满足,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设椭圆的左焦点为,求出,利用椭圆的定义求出,然后在、求出,可得出的值,由此可得出椭圆的离心率的值.
【详解】因为椭圆与双曲线有公共焦点,设,
则, 则,直线的方程为,即,
点到直线的距离为,
设椭圆的左焦点为,连接,则,在中,,
在中,由余弦定理可得,
所以,,解得,因此,椭圆的离心率为.故选:B.
【变式1-1】
(22-23高二上·天津静海·期中)设椭圆的左、右焦点分别为,点在椭圆的外部,点是椭圆上的动点,满足恒成立,则椭圆离心率的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由N在椭圆外部,则 ,根据椭圆的离心率公式,即可求得 ,根据椭圆的定义及三角形的性质, ,由,则 ,即可求得椭圆的离心率的取值范围.
【详解】∵点在椭圆的外部,∴, ,
由椭圆的离心率 ,
又因为,且,要恒成立,即,则椭圆离心率的取值范围是.故选D.
【点睛】本题考查椭圆离心率公式及点与椭圆的位置关系,考查转化思想,属于中档题
【变式1-2】
(2024·天津武清·模拟预测)双曲线的左顶点为A,右焦点为,过点A且倾斜角为的直线顺次交两条渐近线和的右支于,且,下列结论不正确的是( )
A.离心率为2 B.
C. D.
【答案】D
【分析】对于A:根据垂直关系可得的值,进而可求得离心率,对于B:分析可知为线段的中垂线,即可得结果;对于C:联立直线方程与双曲线方程可求得点坐标,由点、点、点纵坐标可知、为线段的三等分点,结合三角形面积公式判断即可;对于D:由求解即可.
【详解】如图所示,由题意知,,直线方程为,
对于选项A:因为,则,整理得,
所以离心率,故A正确;
对于选项B:由选项A可知:直线的斜率分别为,
可知,即为线段的中垂线,所以,故B正确;
对于选项C:过作垂足为,过作垂足为,过作垂足为,如图所示,由选项A可知:直线方程为,直线方程为,
联立方程,解得,即,联立方程,解得,即,联立方程,解得(负值舍去),即,
所以,,,可知,
即、为线段的三等分点,所以,
设到直线距离为,则,,
所以,故C正确;对于选项D:如图所示,
由选项A可知:,所以,故D不正确;故选:D.
【变式1-3】
(2024·天津·一模)过双曲线的左焦点作圆的切线,切点为,直线交直线于点.若,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】取右焦点,连接、,作于点,由题意结合几何性质可得相应的边长及角度间的关系,借助余弦定理列出与、、有关齐次式,计算即可得.
【详解】取右焦点,连接、,作于点,
由为圆的切线,故,又,
为中点,故为中点,又,故为中点,
,则,
,则,
,由直线为双曲线的渐近线,
故有,则,
在中,由余弦定理可得,
则,即,
即,化简得,即,
故.
故选:D.
题型16 离心率压轴填空题
【典例1-1】
(23-24高二上·天津·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,若以为圆心,为半径作圆,过椭圆上一点作此圆的切线,切点为,且的最小值为,则椭圆的离心率是 .
【答案】/
【分析】根据切线长计算可得的最小值为,再由焦半径公式可得,整理成关于的齐次方程可得结果.
【详解】如下图所示:易知,
又的最小值为可得的最小值为,
根据焦半径公式可得的最小值为,即可知,
所以,又,所以,整理可得,即,可得,即,解得.故答案为:
【典例1-2】
(22-23高二上·天津静海·期中)已知椭圆与双曲线有公共焦点,为与的一个交点,,椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,若,则 .
【答案】
【分析】】由题意画出图形,利用圆锥曲线定义及勾股定理可得 ,然后结合隐含条件列式求得 ,再由即可求得.
【详解】如图,由椭圆定义及勾股定理得,,可得 , 同理可得
即,
∵,∴.故答案为.
【点睛】本题考查椭圆和双曲线的简单性质,利用三角形面积相等是解答该题的关键,属于中档题.
【变式1-1】
(24-25高三下·山东聊城·开学考试)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,焦距为,点P为C在第一象限上一点,直线与y轴交于点M,,若直线的斜率为,则C的离心率为 .
【答案】
【分析】根据椭圆的对称性,可得,结合二倍角公式,求出直线的斜率,联立直线、可得点坐标,根据在椭圆上,可得关于的齐次方程,结合的关系,解方程可求椭圆的离心率.
【详解】如图:易知,设,则,因为,所以.因为,所以,
所以直线的斜率为:.所以直线:;直线:.
由得:.因为点在椭圆:上,
所以,所以,
又,所以.所以.
故答案为:
【变式1-2】
(23-24高三上·山东泰安·阶段练习)已知双曲线的左、右焦点分别是.点为左支上的一点,过作与轴垂直的直线,若到的距离满足,则的离心率的取值范围为 .
【答案】
【分析】设,,表达出,,从而得到关于的一元二次方程,转化为关于的一元二次方程在上有解问题,结合根的判别式和特殊点的函数值,得到,求出离心率的取值范围.
【详解】设,,则,由题意得,,,
则,两边平方得,整理得,
又,所以,变形得到,
即上式在上有解,
其中,
令,
则,
,
要想使得在上有解,
只需要开口向上,即,
即,所以,,解得
故离心率的取值范围是. 故答案为:
【变式1-3】
(2023·云南昆明·一模)椭圆:的左,右焦点分别为,,上顶点为,离心率为,直线将分成面积相等的两部分,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据已知条件求得,根据直线与轴的交点的位置进行分类讨论,由此列不等式来求得的取值范围.
【详解】依题意,,解得,所以椭圆的方程为,
由于,,所以是等腰直角三角形,
所以,直线的方程为,直线的方程为,
设直线与的交点为,与轴的交点为,
①当与重合时,,则,所以,解得.
②当在之间时,, 所以,
由解得,,由令,得,
所以,所以,整理得,由解得.
③当在左侧,则,,
设直线与的交点为,由解得,
因为,所以,
,所以,所以,所以.
综上所述,的取值范围是.故答案为:
冲高考
1.(2020·安徽马鞍山·二模)已知双曲线的离心率为,过的左焦点作直线,直线与双曲线分别交于点,与的两渐近线分别交于点,若,则 .
【答案】
【解析】根据双曲线的离心率与左焦点可得双曲线,再根据可得为的中点,再设,根据可得坐标,代入渐近线方程可求得关于的表达式,再代入双曲线求得,进而求出直线的方程,再联立双曲线与其渐近线的方程即可得.
【详解】因为双曲线的离心率为,左焦点,故又,故
故.因为,故为的中点.
设,因为,故,解得.不妨设在渐近线上,则,即.代入则,解得,即.故直线的斜率,故的方程:.
联立双曲线方程:即.
设,则.再联立渐近线,即.
故.故答案为:
2.(19-20高三上·浙江绍兴·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为,,是椭圆上任意一点,直线垂直于且交线段于点,若,则该椭圆的离心率的取值范围是 .
【答案】
【分析】设,,又,,运用向量共线的坐标表示,可得的坐标,再由向量垂直的条件:数量积为0,由的坐标满足椭圆方程,化简整理可得的方程,求得,由,解不等式结合离心率公式即可得到范围.
【详解】解:设,,又,,,
,可得,,,可得,,
又,,,由,可得,
化为,由在椭圆上,可得,即有,可得,
化为,解得,或(舍去),由,可得,
即有,又,可得,该椭圆的离心率的取值范围是,
故答案为:,.
3.(2022高二上·全国·专题练习)已知是椭圆与双曲线的公共焦点,是它们的一个公共点,且,线段的垂直平分线过,若椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,则的最小值为 .
【答案】6
【分析】由于线段的垂直平分线过,所以有,再根据双曲线和椭圆的定义,求出的表达式,然后利用基本不等式来求得最小值.
【详解】设椭圆对应的参数为,双曲线对应的参数为,由于线段的垂直平分线过,所以有.根据双曲线和椭圆的定义有,两式相减得到,即.所以,即最小值为.
4.(23-24高二下·上海·阶段练习)已知椭圆,的上顶点为,两个焦点为,离心率为.过且垂直于的直线与椭圆交于两点,,则的周长是 .
【答案】16
【分析】根据离心率得到为等边三角形,为的垂直平分线,所以,,由椭圆定义得到的周长为,设直线的方程,联立椭圆方程,得到两根之和,两根之积,由韦达定理和弦长得到方程,求出,,求出三角形的周长.
【详解】因为离心率为,故,则,又,故,故为等边三角形,为的垂直平分线,所以,,
则的周长等于,其中,则的周长为,
直线的斜率为,故直线的斜率为,故直线的方程为,联立曲线,,又,故
设,则,故,
解得,故,则的周长为.故答案为:16
【点睛】关键点点睛:本题关键是根据离心率得到为等边三角形,为的垂直平分线,由对称性得到的周长等于,结合椭圆定义进行求解.
5.(2023·河北衡水·模拟预测)在平面直角坐标系中,椭圆E以两坐标轴为对称轴,左,右顶点分别为A,B,点P为第一象限内椭圆上的一点,P关于x轴的对称点为Q,过P作椭圆的切线,若,且的垂心恰好为坐标原点O,记椭圆E的离心率为e,则的值为 .
【答案】
【分析】分焦点在轴和轴两种情况进行求解,先考虑焦点在轴上时,根据题目条件得到,,即,,再得到椭圆在处的切线方程斜率为,得到,设,结合点在椭圆上,,求出,得到,求出,再用同样的方法考虑焦点在轴上时,求出离心率为复数,舍去,得到答案.
【详解】设椭圆方程为,则,设,故,
因为的垂心恰好为坐标原点O,所以,,即,
即,,
下面证明椭圆在处的切线方程斜率为,理由如下:
因为时,故切线的斜率存在,设切线方程为,
代入椭圆方程得:,
由,化简得:,
即,因为点在椭圆上,所以,,所以,即,
即,解得:,所以,化简得:,即,设,
同除以得:,即,故,
因为点在椭圆上,所以,即,即,因为,所以,即,将代入中,可得:,即
所以,设椭圆方程为,此时,
同理可得:,此时椭圆在处的切线方程斜率为,所以,化简得:,设,同除以得:,
即,故,因为点在椭圆上,所以,
即,即,因为,所以,即,
将代入中,可得:,所以(舍去);
故答案为:
【点睛】过圆上一点的切线方程为:,
过椭圆上一点的切线方程为,
过双曲线上一点的切线方程为.
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!1
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题18 圆锥曲线离心率归类
目录
题型01 定义型 1
题型02 中点型(点差型) 2
题型03 焦点三角形型 3
题型04 基本量齐次型 5
题型05 双曲线渐近线型 6
题型06 焦点三角形:焦半径型 6
题型07 焦点三角形:双余弦定理型 7
题型08 焦点三角形:双角度型 8
题型09 焦点三角形:内切圆型 9
题型10 焦点三角形:重心型 11
题型11 焦点三角形:离心率范围最值型 12
题型12 定比分点型 13
题型13 共焦点型椭圆双曲线离心率 14
题型14 共焦点范围最值型 15
题型15 离心率压轴单选题 16
题型16 离心率压轴填空题 17
题型01 定义型
【解题规律·提分快招】
求解椭圆或双曲线的离心率的方法如下:
定义法:通过已知条件列出方程组,求得、的值,根据离心率的定义求解离心率的值;
特殊值法:通过取特殊位置或特殊值,求得离心率.
1.椭圆第一定义:
双曲线第一定义:
2.一般情况下,见到与一个焦点有关的长度,则利用第一定义转化为与另一个焦点的距离。
(椭圆是减, 双曲线是结合左右两支判断加减)
【典例1-1】
(2022·福建厦门·模拟)已知椭圆的左右焦点分别为、,过点的直线与椭圆交于两点,若是以为直角顶点的等腰直角三角形,则椭圆的离心率为
A. B. C. D.
【典例1-2】
(20-21高三·云南昆明·阶段练习)已知椭圆,F1,F2分别为椭圆的左、右焦点,若椭圆上存在一点P,使得,则该椭圆离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式1-1】
(23-24高二上·河南洛阳·阶段练习)已知椭圆的左,右焦点分别为,,为椭圆内一点,对称中心在坐标原点,焦点在轴上的等轴双曲线E经过点,点在上,若椭圆上存在一点,使得,则的离心率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式1-2】
(24-25高三上·河南·期末)设椭圆的一个焦点为,为内一点,若上存在一点,使得,则的离心率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式1-3】
(2022河北石家庄·模拟预测)已知是双曲线的左右焦点,过的直线与双曲线的两支分别交于两点(A在右支,B在左支)若为等边三角形,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
题型02 中点型(点差型)
【解题规律·提分快招】
设直线和曲线的两个交点,,代入椭圆方程,得; ;
将两式相减,可得;;
最后整理得:
同理,双曲线用点差法,式子可以整理成:
【典例1-1】
(21-22高三上·福建厦门·阶段练习)已知双曲线的左右焦点分别为,,过的直线交双曲线的右支于,两点.点为线段的中点,且.若,则双曲线的离心率是( )
A.2 B. C. D.
【典例1-2】
(21-22高三上·浙江·期中)已知双曲线的左右焦点分别为, ,过的直线交双曲线的右支于,两点.点满足,且,若,则双曲线的离心率是( )
A. B. C.2 D.
【变式1-1】
(21-22高二上·重庆九龙坡·期中)已知双曲线,分别是双曲线的左右焦点,过且垂直于渐近线的一条直线交双曲线右支于A,垂足为M,若M是的中点,则双曲线的离心率为( )
A.2 B. C. D.
【变式1-2】
(2022·山西临汾·三模)已知双曲线C:的左、右焦点分别为,,点A,B分别在其左、右两支上,,M为线段AB的中点,且,则双曲线C的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式1-3】
(20-21高三下·河北唐山·阶段练习)已知双曲线:的左、右焦点分别为,,点,分别在其左、右两支上,且,为线段的中点,若,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
题型03 焦点三角形型
【解题规律·提分快招】
焦点三角形
(1)焦点三角形面积:
椭圆:,双曲线:
2.顶角
椭圆顶角在短轴顶点处最大。
3.与正余弦定理结合
设椭圆(a>0,b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为椭圆上任意一点,在△PF1F2中,记, ,,则有.
设双曲线(a>0,b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为双曲线上任意一点,在△PF1F2中,记, ,,则有
【典例1-1】
(2021·河北保定·二模)已知、是椭圆的两个焦点,过的直线与椭圆交于、两点,若,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【典例1-2】
(19-20高二上·天津和平·期末)已知椭圆C:()的左右焦点分别为,如果C上存在一点Q,使,则椭圆的离心率的取值范围为
A. B. C. D.
【变式1-1】
(22-23高三上·江苏南京·阶段练习)已知椭圆的左右焦点分别,左顶点为A,上顶点为B,点P为椭圆上一点,且,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式1-2】
(21-22高二上·北京房山·期末)已知,是椭圆的两个焦点,为椭圆上一点,为坐标原点,若为等边三角形,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式1-3】
(21-22高二上·黑龙江哈尔滨·期中)已知,分别为椭圆的左右焦点,为坐标原点,椭圆上存在一点,使得,设的面积为,若,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
题型04 基本量齐次型
【解题规律·提分快招】
基本量齐次型:
基本量是指椭圆和双曲线的a,b,c三个量。要根据一个条件得到关于a,b,c的齐次式,结合b2=c2-a2转化为a,c的齐次式,然后等式(不等式),两边分别除以a或a2转化为关于e的方程(不等式),解方程(不等式)即可得e(e的取值范围).
齐次式法:由已知条件得出关于、的齐次方程,然后转化为关于的方程求解;
【典例1-1】
(21-22高三上·天津南开·期末)已知双曲线,过原点作一条倾斜角为的直线分别交双曲线左、右两支于、两点,以线段为直径的圆过右焦点,则双曲线的离心率为( ).
A. B. C. D.
【典例1-2】
(20-21高三下·全国·阶段练习)已知双曲线的右顶点、右焦点分别为A,,过点A的直线与的一条渐近线交于点,直线与的一个交点为B,若,且,则的离心率为( )
A.2 B. C. D.
【变式1-1】
(19-20高三上·福建泉州·阶段练习)是双曲线的左、右焦点,过的直线与的左、右两支分别交于两点,若为等边三角形,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
【变式1-2】
(2011·辽宁锦州·一模)过双曲线的右顶点作斜率为的直线,该直线与双曲线的两条渐近线的交点分别为.若,则双曲线的离心率是
A. B. C. D.
【变式1-3】
(2019·山东临沂·一模)是双曲线的左、右焦点,直线l为双曲线C的一条渐近线,关于直线l的对称点为,且点在以F2为圆心、以半虚轴长b为半径的圆上,则双曲线C的离心率为
A. B. C.2 D.
题型05 双曲线渐近线型
【解题规律·提分快招】
利用渐近线性质构造齐次型。双曲线渐近线性质:
(1)焦点到渐近线的距离为b
(2)定点到渐近线的距离为
(3)一直线交双曲线的渐近线于A.B两点。A,B的中点为M,则.
(4)过双曲线上任意一点P做切线,分别角两渐近线于M,N两点,O为坐标原点则有如下结论:
①OM·ON=a2+b2;②;③
【典例1-1】
(2022·新疆克拉玛依·模拟预测)已知双曲线的左焦点为F,过点F作一条渐近线的垂线,垂足为P,的面积为1,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【典例1-2】
(2019·天津红桥·二模)已知点A是抛物线与双曲线的一条渐近线的交点,若点A到抛物线的准线的距离为p,则双曲线的离心率为
A. B.2 C. D.
【变式1-1】
(2022·天津·二模)已知双曲线的左、右焦点分别为,点在的左支上,过点作的一条渐近线的垂线,垂足为,若的最小值为9,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式1-2】
(23-24高三下·山东菏泽·阶段练习)已知双曲线的左,右焦点分别为,,过作一条渐近线的垂线,垂足为,延长与另一条渐近线交于点,若为坐标原点,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式1-3】
(2022·宁夏石嘴山·一模)过双曲线的右顶点A作斜率为的直线,该直线与双曲线的两条渐近线的交点分别为B,C,若A,B,C三点的横坐标成等比数列,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
题型06 焦点三角形:焦半径型
【解题规律·提分快招】
圆锥曲线焦半径统一结论,其中p为交点到准线的距离,对椭圆和双曲线而言
对于抛物线,则
【典例1-1】
(23-24高二上·辽宁大连·期中)已知是椭圆上一点,分别是椭圆的左、右焦点、若的周长为6,且椭圆上的点到椭圆焦点的最小距离为1,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【典例1-2】
(21-22高三下·河北衡水·阶段练习)已知椭圆的左、右焦点分别为,,椭圆上点到焦点的最大距离为3,最小距离为1,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式1-1】
(高二上·安徽安庆·期末)已知椭圆上任一点到两焦点的距离分别为,,焦距为,若,,成等差数列,则椭圆的离心率为( )
A. B.
C. D.
【变式1-2】
(19-20高二上·天津·期末)已知是椭圆的左、右焦点,点为抛物线准线上一点,若是底角为的等腰三角形,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【变式1-3】
(2023·全国·模拟预测)已知,分别是椭圆:的左,右焦点,A是椭圆的上顶点,过点A且斜率为的直线上有一点P,满足是以为顶角的等腰三角形,其中,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
题型07 焦点三角形:双余弦定理型
【解题规律·提分快招】
与圆锥曲线焦点三角形有关的问题,常利用圆锥曲线的定义及余弦定理求解,有时需要在两个三角形中分别使用余弦定理建立关系式,求解此类问题要重视整体思想的应用,尽量减少不必要的计算.
圆锥曲线具有中心对称性质,内接焦点四边形性质:
1. 焦点四边形具有中心对称性质。
2. 焦点四边形可分割为两个焦点三角形,具有焦点三角形性质。
3. 焦点四边形可分割为两个余弦定理形双三角形,可以用双余弦定理求解
【典例1-1】
(23-24高二上·广东广州·期末)已知椭圆:的左右焦点分别为,,过的直线交椭圆于A,B两点,若,点满足,且,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【典例1-2】
(2024·全国·模拟预测)已知椭圆的左、右焦点分别为,,过的直线与交于点,,若,且,则( )
A. B. C. D.
【变式1-1】
(2024高三·全国·专题练习)已知为平行四边形的边的中点,以B,E为焦点的椭圆过点A,D,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式1-2】
(24-25高三上·山东枣庄·阶段练习)已知点是椭圆的左、右焦点,点为椭圆上一点,点关于的角平分线的对称点也在椭圆上,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式1-3】
(24-25高三上·福建福州·阶段练习)已知椭圆的左右焦点分别为,,过的直线交椭圆C于A,B两点,若,点M满足,且,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
题型08 焦点三角形:双角度型
【解题规律·提分快招】
设椭圆(a>b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为椭圆上任意一点,在△PF1F2中,记, ,,则有.[来源:学科网ZXXK]
设双曲线(a>0,b>0)的两个焦点为F1、F2,P(异于长轴端点)为双曲线上任意一点,在△PF1F2中,记, ,,则有.
【典例1-1】
(21-22高二上·山西晋城·阶段练习)设P为椭圆上一点,且,其中为椭圆的两个焦点,则椭圆的离心率e的值等于( )
A. B.
C. D.
【典例1-2】
(2021·安徽黄山·二模)已知,分别为椭圆的两个焦点,P是椭圆E上的点,,且,则椭圆E的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式1-1】
(19-20高二上·江西抚州·期末)已知椭圆()的左右焦点分别为,,若椭圆上存在一点使得,则这椭圆的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式1-2】
(19-20高二上·贵州贵阳·期末)已知椭圆的左右焦点分别为,,焦距为若直线与椭圆的一个交点M满足,则该椭圆的离心率等于
A. B. C. D.
【变式1-3】
(2022高三·全国·专题练习)已知,分别为椭圆的左、右两个焦点,是以为直径的圆与该椭圆的一个交点,且,则这个椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
题型09 焦点三角形:内切圆型
【解题规律·提分快招】
双曲线中,焦点三角形的内心的轨迹方程为.
证明:设内切圆与的切点分别为,则由切线长定理可得,因为,,所以,所以点的坐标为,所以点的横坐标为定值a.
【典例1-1】
(24-25高二上·湖北武汉·期末)已知椭圆的左,右焦点分别为,,点P是椭圆上的一点,且点P在x轴上方,的内切圆圆心为I,若则椭圆的离心率e的取值范围是( )
A. B. C. D.
【典例1-2】
(2021·湖南永州·模拟预测)已知椭圆的方程为,、为椭圆的左右焦点,为椭圆上在第一象限的一点,为的内心,直线与轴交于点,若,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式1-1】
(24-25高三上·天津河北·期末)设F是双曲线(,)的右焦点,O为坐标原点,过F作双曲线的一条渐近线的垂线,垂足为H,若的内切圆与x轴切于点B,且,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式1-2】
(22-23高三上·陕西安康·阶段练习)已知椭圆,其左、右焦点分别为,,离心率为,点P为该椭圆上一点,且满足,若的内切圆的面积为,则该椭圆的方程为( )
A. B. C. D.
【变式1-3】
(2023·河南·模拟预测)已知双曲线的左、右焦点分别为,左顶点为为坐标原点,以为直径的圆与的渐近线在第一象限交于点.若的内切圆半径为,则的离心率为( )
A. B. C. D.
题型10 焦点三角形:重心型
【解题规律·提分快招】
重心:中线交点
1、相交弦中点(点差法)
直线与曲线相交,涉及到交线中点的题型,多数用点差法。按下面方法整理出式子,然后根据实际情况处理该式子。
主要有以下几种问题:
(1)求中点坐标;(2)求中点轨迹方程;(3)求直线方程;(4)求曲线;
中点, ,
椭圆中的中点弦解题步骤:
第一步:若,是椭圆上不重合的两点,则,
第二步:两式相减得,
第三步:是直线的斜率,是线段的中点,化简可得,此种方法为点差法。
【典例1-1】
(2022高三·全国·专题练习)已知椭圆的左右焦点为F1、F2,点P为椭圆上一点,的重心、内心分别为G、I,若,则椭圆的离心率e等于( )
A. B. C. D.
【典例1-2】
(24-25高二上·山东青岛·期中)已知椭圆的左焦点和下顶点,直线交椭圆于两点,若恰好为的重心,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式1-1】
(高二上·四川绵阳·期中)已知椭圆的左右焦点分别为,点为椭圆上一点. 的重心为,内心为,且,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式1-2】
(23-24高二下·山西晋城·阶段练习)已知,是椭圆的两个焦点,M为C的顶点,若的内心和重心重合,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式1-3】
(23-24高二上·浙江杭州·期中)已知椭圆的右焦点和上顶点分别为点和点A,直线交椭圆于P,Q两点,若F恰好为的重心,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
题型11 焦点三角形:离心率范围最值型
【解题规律·提分快招】
求圆锥曲线的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法:
①求出,代入公式;
②只需要根据一个条件得到关于的齐次式,结合转化为的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以或转化为关于的方程(不等式),解方程(不等式)即可得(的取值范围).
【典例1-1】
(2023·江西·二模)已知双曲线E:,其左右顶点分别为,,P在双曲线右支上运动,若的角平分线交x轴于D点,关于的对称点为,若仅存在2个P使直线与E仅有一个交点,则E离心率的范围为( )
A. B. C. D.
【典例1-2】
(2022·全国·模拟预测)在平面直角坐标系中,已知双曲线左、右顶点为A,B,若该双曲线上存在点P,使得的斜率之和为1,则该双曲线离心率的范围为( )
A. B. C. D.
【变式1-1】
(21-22高二·全国·课后作业)已知直线,若椭圆上的点到直线的距离的最大值与最小值之和为,则椭圆的离心率范围是( )
A. B.
C. D.
【变式1-2】
(23-24高二上·湖南长沙·期中)焦点在x轴椭圆中截得的最大矩形的面积范围是,则椭圆离心率的范围是( )
A. B. C. D.
【变式1-3】
(2021·黑龙江哈尔滨·三模)双曲线:(,)右焦点为,过倾斜角为的直线与双曲线右支交于,两点,则双曲线离心率的范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
题型12 定比分点型
【典例1-1】
(22-23高二上·北京东城·期中)已知双曲线C:的右焦点为F,关于原点对称的两点A、B分别在双曲线的左、右两支上,以AB为直径的圆恰好过右焦点F,,且点C在双曲线上,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【典例1-2】
(22-23高三上·天津南开·阶段练习)已知双曲线的右焦点为,关于原点对称的两点,分别在双曲线的左、右两支上,,,且点在双曲线上,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式1-1】
(22-23高二上·江西宜春·阶段练习)已知双曲线:的右焦点为,关于原点对称的两点A、B分别在双曲线的左、右两支上,,,且点C在双曲线上,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式1-2】
(2024·浙江台州·二模)设,是双曲线:的左、右焦点,点分别在双曲线的左、右两支上,且满足,,则双曲线的离心率为( )
A.2 B. C. D.
【变式1-3】
(24-25高三下·天津·开学考试)已知分别是双曲线的左、右焦点,焦距为4,若过点且倾斜角为的直线与双曲线的左、右支分别交于两点,,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
题型13 共焦点型椭圆双曲线离心率
【解题规律·提分快招】
椭圆与双曲线共焦点、,它们的交点对两公共焦点、的张角为,椭圆与双曲线的离心率分别为、,则.
【典例1-1】
(2021·江西·模拟预测)已知椭圆与双曲线的焦点相同,离心率分别为,,且满足,,是它们的公共焦点,P是椭圆和双曲线在第一象限的交点,若,则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【典例1-2】
(2018·山东·一模)我们把焦点相同且离心率互为倒数的椭圆和双曲线称为一对“相关曲线”.已知是一对相关曲线的焦点,分别是椭圆和双曲线的离心率,若为它们在第一象限的交点,,则双曲线的离心率
A. B. C. D.
【变式1-1】
(19-20高二上·黑龙江大庆·期末)椭圆与双曲线的焦点相同,,分别为左焦点和右焦点,椭圆和双曲线在第一象限的交点为,若,椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,则下列选项中正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式1-2】
(21-22高二·全国·课后作业)已知椭圆()与双曲线(,)有公共焦点,,且两条曲线在第一象限的交点为P.若是以为底边的等腰三角形,曲线,的离心率分别为和,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式1-3】
(2022海南·一模)我们把焦点相同,且离心率互为倒数的椭圆和双曲线称为一对“相关曲线”.已知、是一对相关曲线的焦点,是它们在第一象限的交点,当时,这一对相关曲线中椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
题型14 共焦点范围最值型
【典例1-1】
(21-22高三上·山东德州·)已知中心在原点的椭圆与双曲线有公共焦点,左右焦点分别为 ,且两条曲线在第一象限的交点为P,是以 为底边的等腰三角形,若 ,椭圆与双曲线的离心率分别为 ,则 的取值范围是
A. B.
C. D.]
【典例1-2】
(高二上·重庆·期末)已知中心在原点的椭圆与双曲线有公共焦点,左、右焦点分别为,,且两条曲线在第一象限的交点为,若是以为底边的等腰三角形.椭圆与双曲线的离心率分别为,,则的取值范围是
A. B. C. D.
【变式1-1】
(20-21高三下·河南·阶段练习)已知中心在坐标原点的椭圆与双曲线有公共焦点,且左、右焦点分别为.这两条曲线在第一象限的交点为,是以为底边的等腰三角形.若,记椭圆与双曲线的离心率分别为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式1-2】
(高二·湖北武汉·期末)已知中心在原点的椭圆与双曲线有公共焦点,左、右焦点分别为,且两条曲线在第一象限的交点为,是以为底边的等腰三角形.若,椭圆与双曲线的离心率分别为、,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式1-3】
(2023·湖南长沙·模拟)已知中心在原点的椭圆与双曲线有公共焦点,左右焦点分别为,且两条曲线在第一象限的交点为P,是以 为底边的等腰三角形,若 ,椭圆与双曲线的离心率分别为 ,则 的取值范围是
A. B.
C. D.
题型15 离心率压轴单选题
【解题规律·提分快招】
求双曲线的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法:
一:求出,代入公式计算;
二:只需要根据一个条件得到关于的齐次式,结合转化为的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以或转化为关于的方程(不等式),解方程(不等式)即可得(的取值范围).
【典例1-1】
(2024·天津·二模)设双曲线:的左、右焦点分别为,,过坐标原点的直线与双曲线C交于A,B两点,,,则C的离心率为( )
A. B. C. D.2
【典例1-2】
(24-25高二上·天津东丽·阶段练习)已知椭圆与双曲线有公共焦点,为右焦点,为坐标原点,双曲线的一条渐近线与椭圆在第一象限交于点,且满足,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式1-1】
(22-23高二上·天津静海·期中)设椭圆的左、右焦点分别为,点在椭圆的外部,点是椭圆上的动点,满足恒成立,则椭圆离心率的取值范围是
A. B. C. D.
【变式1-2】
(2024·天津武清·模拟预测)双曲线的左顶点为A,右焦点为,过点A且倾斜角为的直线顺次交两条渐近线和的右支于,且,下列结论不正确的是( )
A.离心率为2 B.
C. D.
【变式1-3】
(2024·天津·一模)过双曲线的左焦点作圆的切线,切点为,直线交直线于点.若,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
题型16 离心率压轴填空题
【典例1-1】
(23-24高二上·天津·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,若以为圆心,为半径作圆,过椭圆上一点作此圆的切线,切点为,且的最小值为,则椭圆的离心率是 .
【典例1-2】
(22-23高二上·天津静海·期中)已知椭圆与双曲线有公共焦点,为与的一个交点,,椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,若,则 .
【变式1-1】
(24-25高三下·山东聊城·开学考试)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,焦距为,点P为C在第一象限上一点,直线与y轴交于点M,,若直线的斜率为,则C的离心率为 .
【变式1-2】
(23-24高三上·山东泰安·阶段练习)已知双曲线的左、右焦点分别是.点为左支上的一点,过作与轴垂直的直线,若到的距离满足,则的离心率的取值范围为 .
【变式1-3】
(2023·云南昆明·一模)椭圆:的左,右焦点分别为,,上顶点为,离心率为,直线将分成面积相等的两部分,则的取值范围是 .
冲高考
1.(2020·安徽马鞍山·二模)已知双曲线的离心率为,过的左焦点作直线,直线与双曲线分别交于点,与的两渐近线分别交于点,若,则 .
2.(19-20高三上·浙江绍兴·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为,,是椭圆上任意一点,直线垂直于且交线段于点,若,则该椭圆的离心率的取值范围是 .
3.(2022高二上·全国·专题练习)已知是椭圆与双曲线的公共焦点,是它们的一个公共点,且,线段的垂直平分线过,若椭圆的离心率为,双曲线的离心率为,则的最小值为 .
4.(23-24高二下·上海·阶段练习)已知椭圆,的上顶点为,两个焦点为,离心率为.过且垂直于的直线与椭圆交于两点,,则的周长是 .
5.(2023·河北衡水·模拟预测)在平面直角坐标系中,椭圆E以两坐标轴为对称轴,左,右顶点分别为A,B,点P为第一象限内椭圆上的一点,P关于x轴的对称点为Q,过P作椭圆的切线,若,且的垂心恰好为坐标原点O,记椭圆E的离心率为e,则的值为 .
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!1
学科网(北京)股份有限公司
$$