内容正文:
专题03 求离心率的值或取值范围
题型梳理
题型方法
题型一 求离心率的值
题型二 求离心率的取值范围
题型方法
【题型一】求离心率的值
【例1】(24-25高二下·江苏南京·阶段练习)斜率为1的直线与双曲线交于两点,点是上的一点,满足,,的重心分别为,的外心为.记直线的斜率为.若,则双曲线的离心率为( )
A.2 B. C.3 D.
【举一反三】【变式1】(24-25高二上·江苏南京·阶段练习)已知椭圆的左焦点为,过原点且斜率为的直线与椭圆交于两点,若,则椭圆的离心率为 .
【变式2】(23-24高二下·江苏南京·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为,上顶点为A,.
(1)求的离心率;
(2)若射线交椭圆于点,且,求的值.
【变式3】(22-23高二上·江苏连云港·期中)双曲线:,已知是双曲线上一点,分别是双曲线的左右顶点,直线,的斜率之积为.
(1)求双曲线的离心率;
(2)若双曲线的焦距为,直线过点且与双曲线交于、两点,若,求直线的方程.
【题型二】求离心率的取值范围
【例2】(23-24高二下·江苏盐城·期末)若双曲线C:的渐近线与圆没有公共点,则双曲线C的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【举一反三】【变式1】(23-24高二上·江苏常州·期中)分别为双曲线左右焦点,为双曲线左支上的任意一点,若最小值为,则双曲线的离心率的取值范围是 .
【变式2】(22-23高二·江苏)如图,椭圆的左、右焦点分别为,点分别是椭圆的右顶点和上顶点,若直线上存在点,使得,求椭圆离心率的取值范围.
【变式3】(2020高三·江苏·专题练习)如图,在平面直角坐标系中,已知椭圆的右焦点为为上一点,点在椭圆上,且.
(1)若椭圆的离心率为,短轴长为,求椭圆的方程;
(2)若在轴上方存在两点,使四点共圆,求椭圆离心率的取值范围.
好题必刷
一、单选题
1.(2025·江苏徐州·模拟预测)双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
2.(24-25高二上·江苏徐州·期末)椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高三上·江苏无锡·阶段练习)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,若C上存在一点P,使得,则椭圆C的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·江苏宿迁·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为F₁、F₂,过F₁的直线与双曲线的左支相交于A,B两点,且则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高二上·江苏扬州·期末)设椭圆的半焦距为,直线过,两点,坐标原点到直线的距离等于,则椭圆的离心率为( )
A.1 B. C. D.
6.(24-25高二上·江苏常州·期中)设双曲线:的右焦点为,双曲线上的两点关于原点对称,且满足,,则双曲线的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、填空题
7.(24-25高三上·江苏扬州·期末)已知直线是双曲线的一条渐近线,则双曲线的离心率为 .
8.(22-23高二上·江苏南京·阶段练习)已知直线l:x+y=0与双曲线无公共交点,则双曲线C离心率e的取值范围为 .
9.(22-23高二上·江苏南京·期中)已知,为椭圆左、右焦点,过椭圆的右顶点点作垂直于轴的直线,若直线上存在点满足,则椭圆离心率的取值范围为 .
10.(24-25高二上·江苏徐州·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,,过的直线与的一条渐近线平行,交另一条渐近线于点,若,则的离心率为 .
11.(24-25高二上·江苏苏州·期中)已知椭圆的左、右焦点分别是是椭圆上两点,四边形为矩形,延长交椭圆C于点P,若,则椭圆C的离心率为 .
12.(24-25高二上·江苏南通·期中)已知是椭圆的左、右焦点,过原点的直线与交于两点,当时,四边形面积为60,且的周长为30,则的离心率大小为 .
三、解答题
13.(21-22高二·江苏)设椭圆的两个焦点分别为,,短轴的一个端点为P.
(1)若为直角,求椭圆的离心率;
(2)若为钝角,求椭圆离心率的取值范围.
14.(22-23高二上·江苏连云港·期末)已知,是椭圆C:的两个焦点,P为C上一点.
(1)若为等腰直角三角形,求椭圆C的离心率;
(2)如果存在点P,使得,且的面积等于9,求b的值和a的取值范围.
15.(23-24高三上·江苏·阶段练习)已知双曲线的两条渐近线分别为,.
(1)求双曲线的离心率;
(2)为坐标原点,过双曲线上一点作直线分别交直线,于,两点(,分别在第一、第四象限),且,求的面积.
16.(23-24高二上·江苏连云港·期中)设直线与椭圆C:相交于A,B两点,点M为线段AB的中点,且直线OM的斜率为(O为坐标原点).
(1)求C的离心率;
(2)若点D的坐标为,且,求C的方程.
17.(23-24高二上·江苏苏州·阶段练习)设椭圆的左、右焦点分别为,以线段为直径的圆与直线相切,若直线l与椭圆交于P,Q两点,坐标原点为O.
(1)求椭圆的离心率;
(2)若,求椭圆的方程.
18.(24-25高二上·江苏南通·阶段练习)如图,都是椭圆的顶点,从上一点向轴作垂线,垂足为焦点,且.
(1)求的离心率;
(2)若的面积比的面积大,求的方程.
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专题03 求离心率的值或取值范围
题型梳理
题型方法
题型一 求离心率的值
题型二 求离心率的取值范围
题型方法
【题型一】求离心率的值
【例1】(24-25高二下·江苏南京·阶段练习)斜率为1的直线与双曲线交于两点,点是上的一点,满足,,的重心分别为,的外心为.记直线的斜率为.若,则双曲线的离心率为( )
A.2 B. C.3 D.
【答案】A
【分析】由题意,取的中点为,根据中点弦结论、三角形重心和外心的定义以及离心率公式进行求解即可.
【详解】取的中点为,因为的重心为,且在中线上,
所以,由中点弦有,
所以,所以,又因为,
所以,所以,
又由,得的外心为为的中点,
所以由中点弦有,所以,即,
由有,所以,
所以,
故选:A.
【举一反三】【变式1】(24-25高二上·江苏南京·阶段练习)已知椭圆的左焦点为,过原点且斜率为的直线与椭圆交于两点,若,则椭圆的离心率为 .
【答案】/
【分析】由对称性不妨设,则,由已知可得,解得,可得,进而可得,结合通径可得,求解即可.
【详解】由对称性不妨设,则,
所以,
由,可得,解得,所以,
所以,因为直线斜率为,所以,
所以,又由通径长可得,所认,
所以,所以,又,所以.
故答案为:
【变式2】(23-24高二下·江苏南京·期末)已知椭圆的左、右焦点分别为,上顶点为A,.
(1)求的离心率;
(2)若射线交椭圆于点,且,求的值.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)先得到,即,从而得到,求出离心率;
(2)变形得到椭圆方程为,直线为,两方程联立,求出,由弦长公式列出方程,求出,求出.
【详解】(1)令,依题意可得上顶点,左,右焦点分别为,
所以,
又,
所以,即,即,
所以,
所以离心率;
(2)由(1)可得,则椭圆方程为,
直线的方程为,
联立,整理可得,
解得或,
则,即,
所以,所以,
解得,所以.
【变式3】(22-23高二上·江苏连云港·期中)双曲线:,已知是双曲线上一点,分别是双曲线的左右顶点,直线,的斜率之积为.
(1)求双曲线的离心率;
(2)若双曲线的焦距为,直线过点且与双曲线交于、两点,若,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先由点在双曲线上得到,再由,的斜率之积为得到,从而得到,由此可求得双曲线的离心率;
(2)先由条件求得双线曲方程,再联立直线与双曲线得到,又由得到,从而求得值,由此可得直线的方程.
【详解】(1)因为是双曲线E上一点,
可得,即为,
由题意可得,,
可得,即有.
(2)由题意可得,,则双曲线的方程为,
易知直线斜率存在,设直线的方程为,
联立直线与双曲线的方程,可得,
设,则,,①
又,可得,②
由①②可得, ,
代入①可得,解得,
则直线l的方程为.
【题型二】求离心率的取值范围
【例2】(23-24高二下·江苏盐城·期末)若双曲线C:的渐近线与圆没有公共点,则双曲线C的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先根据双曲线方程求得双曲线的渐近线,进而利用圆心到渐近线的距离大于半径求得a和b的关系,进而利用求得a和c的关系,则双曲线的离心率可求.
【详解】双曲线渐近线为,且与圆没有公共点,
圆心到渐近线的距离大于半径,即,,,.
故选:B.
【举一反三】【变式1】(23-24高二上·江苏常州·期中)分别为双曲线左右焦点,为双曲线左支上的任意一点,若最小值为,则双曲线的离心率的取值范围是 .
【答案】
【分析】由双曲线定义,变形后由基本不等式得最小值,从而得,再利用双曲线中的范围有,由此结合可得离心率的范围.
【详解】是左、右焦点,为双曲线左支上的任意一点,
所以,代入,
得,
当且仅当时取等号,即,
又点是双曲线左支上任意一点,所以,
即:.
故答案为:.
【变式2】(22-23高二·江苏)如图,椭圆的左、右焦点分别为,点分别是椭圆的右顶点和上顶点,若直线上存在点,使得,求椭圆离心率的取值范围.
【答案】
【分析】直线上存在点,使得,则以点为圆心,为半径的圆总和线段有公共点,即点到直线的距离,由此列不等式求解即可.
【详解】由题意可知,,
则直线方程为,整理得,
若直线上存在点,使得,
则以点为圆心,为半径的圆总和线段有公共点,
即点到直线的距离,
所以,即,
又,
所以,整理得,即,
又由且可得,
解得.
【变式3】(2020高三·江苏·专题练习)如图,在平面直角坐标系中,已知椭圆的右焦点为为上一点,点在椭圆上,且.
(1)若椭圆的离心率为,短轴长为,求椭圆的方程;
(2)若在轴上方存在两点,使四点共圆,求椭圆离心率的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据已知条件求得,从而求得椭圆的方程.
(2)先判断出圆的直径,求得点的横坐标,根据点,均在轴上方列不等式,化简求得离心率的取值范围.
【详解】(1)设椭圆的焦距为,由题意,可得,
解得,,,
∴椭圆的方程为.
(2)方法一:设,,的中点为,
,
∵,
则的外接圆即为以为直径的圆的方程为:
,
整理得:,
由题意,焦点,原点均在该圆上,
∴,
消去可得,
∴,
∵点,均在轴上方,
∴
即,
∴,
∵,
∴,
方法二:∵,,,四点共圆且,
∴为圆的直径
∴圆心必为中点,
又圆心在弦的中垂线上,
∴圆心的横坐标为,
∴点的横坐标为,
∵点,均在轴上方,
∴
即,
∴,
∵,
∴,
故的范围为.
好题必刷
一、单选题
1.(2025·江苏徐州·模拟预测)双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
【答案】A
【分析】根据双曲线的离心率公式计算即可.
【详解】由题可得,
故选:A
2.(24-25高二上·江苏徐州·期末)椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求出、的值,即可得出该椭圆的离心率的值.
【详解】在椭圆中,,,,
故该椭圆的离心率为.
故选:D.
3.(24-25高三上·江苏无锡·阶段练习)已知椭圆C:的左、右焦点分别为,,若C上存在一点P,使得,则椭圆C的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据椭圆定义,结合椭圆的性质即可求解.
【详解】根据椭圆定义可得,又,故,
因此,故,故,
故选:D
4.(24-25高二上·江苏宿迁·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为F₁、F₂,过F₁的直线与双曲线的左支相交于A,B两点,且则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设,由双曲线的定义求得,,结合,利用列出方程求得,再由,求得的关系式,结合离心率的定义,即可求解.
【详解】因为,设,则,
又由双曲线的定义,得,,
所以,,
又因为,可得,即,
解得,
由,即,可得,
双曲线C的离心率为.
故选:C.
5.(24-25高二上·江苏扬州·期末)设椭圆的半焦距为,直线过,两点,坐标原点到直线的距离等于,则椭圆的离心率为( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【分析】确定方程,由点到直线距离等于,列出等式求解即可;
【详解】由题意易知直线方程为:,即,
原点到直线的距离为,
,
所以,
所以,即,
所以,
所以,
故选:B
6.(24-25高二上·江苏常州·期中)设双曲线:的右焦点为,双曲线上的两点关于原点对称,且满足,,则双曲线的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设椭圆的左焦点,由椭圆的对称性结合,得到四边形为矩形,设,,在直角中,利用椭圆的定义和勾股定理化简得到,再根据,得到的范围,从而利用对勾函数的值域得到的范围,进而由即可得解.
【详解】如图所示:
设双曲线的左焦点,由双曲线的对称性可知,四边形为平行四边形,
又,则,所以平行四边形为矩形,故,
设,,则,
在中,,,
所以,则,
所以,
令,得,
又由,得,
因为对勾函数在上单调递增,所以,
所以 ,即,
则,故,
所以,
所以双曲线离心率的取值范围是,
故选:A
【点睛】关键点睛:本题解决的关键是利用椭圆的对称性证得四边形为矩形,再利用椭圆的定义与勾股定理,结合条件得到关于的齐次不等式,从而得解.
二、填空题
7.(24-25高三上·江苏扬州·期末)已知直线是双曲线的一条渐近线,则双曲线的离心率为 .
【答案】
【分析】根据给定条件,求出值,进而求出离心率即可.
【详解】因为双曲线的渐近线方程为,所以,即,
因此双曲线方程为,所以双曲线的离心率.
故答案为:
8.(22-23高二上·江苏南京·阶段练习)已知直线l:x+y=0与双曲线无公共交点,则双曲线C离心率e的取值范围为 .
【答案】
【分析】双曲线的一条渐近线方程为,由直线与双曲线无公共点,得,进而可得答案.
【详解】双曲线的一条渐近线方程为,
因为直线与双曲线无公共点,
所以,即,
所以,
又,
所以离心率的取值范围为,
故答案为:
9.(22-23高二上·江苏南京·期中)已知,为椭圆左、右焦点,过椭圆的右顶点点作垂直于轴的直线,若直线上存在点满足,则椭圆离心率的取值范围为 .
【答案】
【分析】过,点作圆,使得,进而得在优弧上运动,再根据几何关系得圆的圆心为,半径为,再根据直线与优弧有交点得,进而求得离心率的范围.
【详解】解:如图,过,点作圆,使得,
所以,由同弧所对圆周角为定角可知,即在优弧上运动,
所以,由可得,即,
所以,圆的圆心为,半径为,
又因为在直线上,
所以直线与优弧有交点,即,
所以,即椭圆离心率的取值范围为.
根据对称性,同理,圆心可以在轴下方时,方法相同,答案相同.
故答案为:
10.(24-25高二上·江苏徐州·期末)已知双曲线的左、右焦点分别为,,过的直线与的一条渐近线平行,交另一条渐近线于点,若,则的离心率为 .
【答案】
【分析】先求出点的坐标,再利用建立等式,最后通过双曲线的性质求出离心率.
【详解】对于双曲线,其渐近线方程为.
设,过的直线与一条渐近线平行,则该直线方程为.
与另一条渐近线联立,可得,
,,.
将代入,可得,所以.
已知,则.
因为,所以.
又因为双曲线的离心率,且,
把代入可得,即.
所以离心率.
故答案为:.
11.(24-25高二上·江苏苏州·期中)已知椭圆的左、右焦点分别是是椭圆上两点,四边形为矩形,延长交椭圆C于点P,若,则椭圆C的离心率为 .
【答案】
【分析】设,则,,表示出,在中求出,再结合椭圆的定义可得,然后在中利用勾股定理列方程可求出离心率.
【详解】
设,则由题意可得,,,
所以,
在中,,
因为,所以,解得,
所以,,
因为,所以,
所以,解得,
所以离心率.
故答案为:.
12.(24-25高二上·江苏南通·期中)已知是椭圆的左、右焦点,过原点的直线与交于两点,当时,四边形面积为60,且的周长为30,则的离心率大小为 .
【答案】
【分析】根据给定条件,结合椭圆的对称性可得四边形为矩形,结合勾股定理及椭圆定义建立关系求出即可得解.
【详解】令椭圆的半焦距为c,依题意,点关于原点对称,而是的中点,又,
则四边形为矩形,有,,
于是,由的周长为30,
得,
则,解得,所以的离心率.
故答案为:
三、解答题
13.(21-22高二·江苏)设椭圆的两个焦点分别为,,短轴的一个端点为P.
(1)若为直角,求椭圆的离心率;
(2)若为钝角,求椭圆离心率的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意可得,从而可表示出,从而可求出离心率,
(2)利用余弦定理可得的关系,进而可求出离心率的范围
【详解】(1)因为为直角,
所以为等到腰直角三角形,
所以,
所以,
所以离心率为
(2)因为为钝角,
所以,
所以,
所以,
所以
得,,
所以,即,
因为
所以离心率的范围为
14.(22-23高二上·江苏连云港·期末)已知,是椭圆C:的两个焦点,P为C上一点.
(1)若为等腰直角三角形,求椭圆C的离心率;
(2)如果存在点P,使得,且的面积等于9,求b的值和a的取值范围.
【答案】(1)或
(2),
【分析】(1)根据或或进行分类讨论,通过求来求得椭圆的离心率.
(2)根据已知条件列方程求得,判断出,结合求得的取值范围.
【详解】(1)为等腰直角三角形可知有三种情况.
当时,,,于是,
得;当时,同理求得;
当时,则P在椭圆短轴的端点,,
,解得,
所以椭圆的离心率为或.
(2)设,由的面积等于9,得,①
由,得,②
再由P在椭圆上,得,③
由②③及,得,又由①知,故,
由②③得,,从而,故,
,时存在满足条件的点P,
故,a的取值范围为
15.(23-24高三上·江苏·阶段练习)已知双曲线的两条渐近线分别为,.
(1)求双曲线的离心率;
(2)为坐标原点,过双曲线上一点作直线分别交直线,于,两点(,分别在第一、第四象限),且,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据渐近线方程可得,再通过离心率公式求得离心率;
(2)根据双曲线过点可得双曲线方程,由已知可设点,,再由,可得,,进而可得,设直线的倾斜角为,则,即可得,即可得的面积.
【详解】(1)因为双曲线的渐近线分别为,,
所以,,
所以双曲线的离心率为;
(2)由(1)得,
则可设双曲线,
因为在双曲线上,
所以,则双曲线的方程为,
又点,分别在与上,
设,,
因为,
所以,
则,,
又,同理得,
设的倾斜角为,且,则,
所以.
【点睛】求双曲线的标准方程的基本方法是待定系数法.具体过程是先定形,再定量,即先确定双曲线标准方程的形式,然后再根据a,b,c,e及渐近线之间的关系,求出a,b的值.如果已知双曲线的渐近线方程,求双曲线的标准方程,可利用有公共渐近线的双曲线方程为,再由条件求出λ的值即可.
16.(23-24高二上·江苏连云港·期中)设直线与椭圆C:相交于A,B两点,点M为线段AB的中点,且直线OM的斜率为(O为坐标原点).
(1)求C的离心率;
(2)若点D的坐标为,且,求C的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)直线与椭圆联立,由韦达定理求出直线的斜率,即可得出C的离心率;
(2)由角度相等得出,结合(1)中,求出的值,即可求出C的方程.
【详解】(1)由题意,
设,, ,C的离心率为.
联立方程组并消去y,得.
所以判别式,,
因为点M为线段AB的中点,所以,.
因为直线OM的斜率为,所以,
所以,
所以椭圆的离心率为
(2)由题意及(1)得,
由,知.
所以,即.
整理得,.
所以,化简得.
又由(1)知,,联立方程组解得,,.
经检验,满足,
所以C的方程为:.
17.(23-24高二上·江苏苏州·阶段练习)设椭圆的左、右焦点分别为,以线段为直径的圆与直线相切,若直线l与椭圆交于P,Q两点,坐标原点为O.
(1)求椭圆的离心率;
(2)若,求椭圆的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】
(1)利用点到直线的距离公式求出,再根据,求出离心率;
(2)根据(1)结论得到直线方程,设,联立方程,化为一元二次方程,根据根与系数关系求出,再利用,求出,得到椭圆标准方程.
【详解】(1)根据题意可得, ①,②,
由①②化简可得,,解得,或
又,所以.
(2)
设,由,可知,
则直线方程可化为:,即,椭圆方程:,
联立,消去,得,
易知,则,,
所以
,
由,则,则,解得,则,
故椭圆的方程.
.
18.(24-25高二上·江苏南通·阶段练习)如图,都是椭圆的顶点,从上一点向轴作垂线,垂足为焦点,且.
(1)求的离心率;
(2)若的面积比的面积大,求的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意可得,求出,,又,即可得到,,进而求出离心率;
(2)由题意,,结合图形可得,解得,,得出椭圆方程.
【详解】(1)由题意可得,
,.
由,,解得,,
故椭圆的离心率为.
(2)由题意,
又因为,,
所以,
化简得
又因为,
所以,
解得,,
所以椭圆.
【点睛】关键点点睛:解题的关键点是应用转化思想注意图形特征得出,再结合已知化简计算求解得出,即可
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