内容正文:
圆锥曲线的离心率及其取值范围问题
知识梳理
(一)椭圆离心率求解的3种常用方法
公式1:
公式2: 变形
证明:
公式3:已知椭圆方程为,两焦点分别为,
设焦点三角形,,则椭圆的离心率
证明:,
由正弦定理得:
由等比定理得:,即
.
(二)双曲线离心率求解的3种常用方法
公式1:
公式
证明:
公式3:已知双曲线方程为两焦点分别为,设焦点三角形,则
证明:,
由正弦定理得:
由等比定理得:
即。
考点突破
考点一:利用定义求离心率问题
【例1-1】椭圆()的右焦点关于直线的对称点在椭圆上,则椭圆的离心率是 .
【例1-2】已知点P是双曲线 左支上一点,是双曲线的左右两个焦点,且,线段的垂直平分线恰好是该双曲线的一条渐近线,则离心率为
A B C D
【变式1-1】已知,是椭圆的两个焦点,是上的一点,若,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式1-2】.(2022·全国甲卷·高考真题)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.
考点二:利用几何关系求离心率问题
知识储备:初高中平面几何的全部知识都可以涉及。
【例2-1】 已知 为坐标原点, 为椭圆 的左、右焦点, 是椭圆上异于顶点的一点,点 是以 为底的等腰三角形 的内切圆圆心,过 作 ,垂足为 , ,则椭圆的离心率为_____
【例2-2】设F为双曲线C:(a>0,b>0)的右焦点,O为坐标原点,以OF为直径的圆与圆x2+y2=a2交于P、Q两点.若|PQ|=|OF|,则C的离心率为
A. B. C.2 D.
【变式1-2】已知,是椭圆的左、右焦点,是的左顶点,点在过且斜率为的直线上,为等腰三角形,,则的离心率为
A. B. C. D.
【变式2-2】 已知双曲线:的左、右顶点分别为,,左焦点为,为上一点,且轴,过点的直线与线段交于点(异于,),与轴交于点,直线与轴交于点,若(为坐标原点),则的离心率为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【变式2-3】已知椭圆的半焦距为,左焦点为,右顶点为,抛物线与椭圆交于两点,若四边形是菱形,则椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
考点三:定义+几何关系结合求离心率问题
知识储备:圆锥曲线定义+正余弦定理。
【例3-1】(2025.武汉九月调研)设椭圆的左右焦点分别为,椭圆上点满足,直线和直线分别和椭圆交于异于点的点和点,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【例3-2】(2023·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知双曲线的左、右焦点分别为.点在上,点在轴上,,则的离心率为 .
【变式3-1】(2025·湖南·模拟预测)已知椭圆C:的焦点分别为,,过的直线与C交于P,Q两点,若,,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式3-2】已知,,是双曲线上的三个点,直线经过原点,经过右焦,若,且,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【变式3-3】(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.
考点四:与双曲线渐近线相关离心率问题
【例4-1】(2022·浙江·高考真题)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 .
【变式4-1】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.
【变式4-2】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.
考点五:离心率最值与范围问题
【例5-1】(2025.雅礼九月考)已知双曲线的上、下焦点分别为,是双曲线的上支上的任意一点(不在轴上),与轴交于点,的内切圆在边上的切点为,若,则双曲线的离心率的取值范围是__________.
【例5-2】已知椭圆的左、右焦点分别为,,若椭圆上存在点使成立,则该椭圆的离心率的取值范围为__________.
【例5-3】已知椭圆:的左、右焦点分别为,若椭圆上恰好有个不同的点,使得为等腰三角形,则椭圆的离心率的取值范围是( ).
A. B. C. D.
【例4-4】(24-25高三上·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.
【变式5-1】如图,椭圆的中心在坐标原点,焦点在轴上,,,,为椭圆的顶点,为右焦点,延长与交于点,若为钝角,则该椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式5-2】已知为坐标原点,双曲线的右焦点,以为圆心,为半径作圆交双曲线的渐近线于异于原点的两点、,若,则双曲线的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式5-3】已知椭圆的左焦点为F,经过原点的直线与C交于A,B两点,若,则C的离心率的取值范围为______________.
【变式5-4】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.
考点六:共焦点型离心率问题
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.
【例6-1】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.
【变式6-1】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6-2】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
【例6-2】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.]
【变式6-3】
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.
真题演练
1.
(2026·天津·高考真题)已知双曲线(,)的左焦点为,是右顶点,是双曲线上一点,满足,,则双曲线离心率为( )
A.4 B. C. D.
2.
(2025·北京·高考真题)双曲线的离心率为( )
A.
B. C. D.
3.
(2025·天津·高考真题)双曲线的左、右焦点分别为,以右焦点为焦点的抛物线与双曲线交于第一象限的点P,若,则双曲线的离心率( )
A.2 B.5 C. D.
4.
(2025·全国一卷·高考真题)已知双曲线C的虚轴长是实轴长的倍,则C的离心率为( )
A. B.2 C. D.
5.
(2024·全国甲卷·高考真题)已知双曲线的两个焦点分别为,点在该双曲线上,则该双曲线的离心率为( )
A.4 B.3 C.2 D.
课后巩固
一、单选题
1.(2026·江苏·模拟预测)已知椭圆的焦距长等于短轴长的2倍,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
2.(2026·陕西西安·模拟预测)设直线与双曲线C:的一条渐近线平行,则的离心率为( )
A. B. C.3 D.5
3.(2026·云南曲靖·二模)经过椭圆的左顶点与上顶点的直线的斜率为,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
4.(2026·陕西渭南·三模)已知双曲线的一个焦点为,且的渐近线上存在一点,使为等边三角形(O为原点),则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
5.(2026·山东青岛·三模)已知椭圆的左、右焦点分别为、,过原点的直线交于、两点.若,,则的离心率为( )
A. B. C. D.
6.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.
7.(2026·四川·二模)已知椭圆的左、右顶点分别为A,B,点M在C上,且,,,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
8.(2026·山东日照·模拟预测)已知双曲线:(,),圆:与的两条渐近线交于,,,四点,若四边形的面积为,则的离心率为( )
A. B. C.2 D.
二、填空题
9.(2026·广西崇左·二模)已知圆经过椭圆的焦点,为椭圆上的动点,过点作圆的切线,切点为,,若存在点,使得四边形为矩形,则椭圆的离心率的取值范围是______.
三、多选题
10.(25-26高二上·贵州贵阳·阶段检测)设椭圆与双曲线(其中)的离心率分别为,且直线与双曲线的左、右两支各交于一点,下列结论正确的有( )
A.
B.
C.的取值范围是
D.的取值范围是
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圆锥曲线的离心率及其取值范围问题
知识梳理
(一)椭圆离心率求解的3种常用方法
公式1:
公式2: 变形
证明:
公式3:已知椭圆方程为,两焦点分别为,
设焦点三角形,,则椭圆的离心率
证明:,
由正弦定理得:
由等比定理得:,即
.
(二)双曲线离心率求解的3种常用方法
公式1:
公式
证明:
公式3:已知双曲线方程为两焦点分别为,设焦点三角形,则
证明:,
由正弦定理得:
由等比定理得:
即。
考点突破
考点一:利用定义求离心率问题
【例1-1】椭圆()的右焦点关于直线的对称点在椭圆上,则椭圆的离心率是 .
【解析】设左焦点为,由关于直线的对称点在椭圆上,
得到且M为QF中点,
又O为F1F的中点,所以OM为中位线,且。
由点到线的距离公式计算得到:
再由得到:. 所以,
据椭圆定义:得到:,化简得: ,即.
【例1-2】已知点P是双曲线 左支上一点,是双曲线的左右两个焦点,且,线段的垂直平分线恰好是该双曲线的一条渐近线,则离心率为
A B C D
【答案】
【解析】由焦点到渐近线的距离为,得出
再根据题意,得出,所以
根据椭圆定义:即得到:,
即离心率为.
【变式1-1】已知,是椭圆的两个焦点,是上的一点,若,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】
【解析】设椭圆焦点在轴上,则椭圆方程为.
因为,,,所以,
设为椭圆右焦点,为椭圆左焦点,则,所以,
所以.故选D.
【变式1-2】.(2022·全国甲卷·高考真题)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
【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】[方法一]:设而不求
设,则
则由得:,
由,得,
所以,即,
所以椭圆的离心率,故选A.
[方法二]:第三定义
设右端点为B,连接PB,由椭圆的对称性知:
故,
由椭圆第三定义得:,
故
所以椭圆的离心率,故选A.
考点二:利用几何关系求离心率问题
【例2-1】 已知 为坐标原点, 为椭圆 的左、右焦点, 是椭圆上异于顶点的一点,点 是以 为底的等腰三角形 的内切圆圆心,过 作 ,垂足为 , ,则椭圆的离心率为_____
解析 在等腰 中, ,
所以由椭圆定义可知, .
分别延长 与 ,交于点 ,因为 为 的平分线,
,故 与 全等,所以 为 的中点且 .
又因为 为 的中点, ,所以 ,
故 . 所以离心率为 .
【例2-2】设F为双曲线C:(a>0,b>0)的右焦点,O为坐标原点,以OF为直径的圆与圆x2+y2=a2交于P、Q两点.若|PQ|=|OF|,则C的离心率为
A. B. C.2 D.
【答案】A
【解析】解法一:由题意,把代入,得,
再由,得,即,
所以,解得.故选A.
解法二:如图所示,由可知为以为直径圆的另一条直径,
所以,代入得,
所以,解得.故选A.
解法三:由可知为以为直径圆的另一条直径,
则,.故选A.
【变式1-2】已知,是椭圆的左、右焦点,是的左顶点,点在过且斜率为的直线上,为等腰三角形,,则的离心率为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意可得椭圆的焦点在轴上,如图所示,
设,所以为等腰三角形,且,
∴,∵,∴点坐标为,即点.
∵点在过点,且斜率为的直线上,
∴,解得.∴,故选D.
【变式2-2】 已知双曲线:的左、右顶点分别为,,左焦点为,为上一点,且轴,过点的直线与线段交于点(异于,),与轴交于点,直线与轴交于点,若(为坐标原点),则的离心率为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】D
【解析】不妨设在第二象限,,,由知,
由与相似,得(1),
由与相似,得(2)
(1),(2)两式相乘得,即,离心率为3.选B.
【变式2-3】已知椭圆的半焦距为,左焦点为,右顶点为,抛物线与椭圆交于两点,若四边形是菱形,则椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意得,椭圆,为半焦距),
的左焦点为,右顶点为,则,
抛物线于椭圆交于两点,
两点关于轴对称,可设,
四边形是菱形,,则,
将代入抛物线方程得,,
,则不妨设,再代入椭圆方程,
化简得,由,即有,
解得或(舍去),故选C.
考点三:定义+几何关系结合求离心率问题
【例3-1】(2025.武汉九月调研)设椭圆的左右焦点分别为,椭圆上点满足,直线和直线分别和椭圆交于异于点的点和点,若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
如图所示,由于,不妨设,,根据椭圆的定义可知,,,设,则,于是
在中,由勾股定理可得:……①
在中,由勾股定理可得:……②
①②,可得,于是;
在中,,即,解得;
【例3-2】(2023·新课标Ⅰ卷·高考真题)已知双曲线的左、右焦点分别为.点在上,点在轴上,,则的离心率为 .
【答案】/
【分析】方法一:利用双曲线的定义与向量数积的几何意义得到关于的表达式,从而利用勾股定理求得,进而利用余弦定理得到的齐次方程,从而得解.
方法二:依题意设出各点坐标,从而由向量坐标运算求得,,将点代入双曲线得到关于的齐次方程,从而得解;
【详解】方法一:
依题意,设,则,
在中,,则,故或(舍去),
所以,,则,
故,
所以在中,,整理得,
故.
方法二:
依题意,得,令,
因为,所以,则,
又,所以,则,
又点在上,则,整理得,则,
所以,即,
整理得,则,解得或,
又,所以或(舍去),故.
故答案为:.
【变式3-1】(2025·湖南·模拟预测)已知椭圆C:的焦点分别为,,过的直线与C交于P,Q两点,若,,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】求椭圆的离心率或离心率的取值范围
【分析】设,根据椭圆的定义可得,从而得到点为椭圆的上顶点或下顶点,在中由余弦定理可得的值,最后在中由余弦定理可得结果.
【详解】设,则,,
由,可得,
,所以点为椭圆的上顶点或下顶点,
在中,由余弦定理可得,
在中,由余弦定理可得,即,.
故选:B.
【变式3-2】已知,,是双曲线上的三个点,直线经过原点,经过右焦,若,且,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设左焦点为F′,连接AF′,BF′,CF′,由OA=OB,OF=OF′,BF⊥AC,
可得四边形AFBF′为矩形,设AF=m,则FC=3m,
由双曲线定义知:CF′=5m, AF′= FB=3m,
由双曲线定义知:AF′-AF=2m=2a,解得m=a,
在△FAF′中,AF2+AF′2=FF′2,即a2+(3a)2=(2c)2,
即4c2=10a2,即c=a,所以
【变式3-3】(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.
考点四:与双曲线渐近线相关离心率问题
【例4-1】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】
【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4-1】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.
【变式4-2】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.
考点五:离心率最值与范围问题
【例5-1】(2025.雅礼九月考)已知双曲线的上、下焦点分别为,是双曲线的上支上的任意一点(不在轴上),与轴交于点,的内切圆在边上的切点为,若,则双曲线的离心率的取值范围是__________.
【答案】
【解析】
【分析】由切线长定理结合双曲线定义可得,结合条件可得,由此可得,再根据关系结合离心率定义求结论.
【详解】设该内切圆在,上的切点分别为,
由切线长定理可得,,,
又,,
所以,所以,
所以,故,
所以,
因为,所以,
故,又,
所以.
故答案:.
【例5-2】已知椭圆的左、右焦点分别为,,若椭圆上存在点使成立,则该椭圆的离心率的取值范围为__________.
【答案】
【解析】在中,由正弦定理得,
则由已知得,即,,得,
由三角形三边关系得:,
再同除以a整理得,解得或,又,
故椭圆的离心率,故答案为.
【例5-3】已知椭圆:的左、右焦点分别为,若椭圆上恰好有个不同的点,使得为等腰三角形,则椭圆的离心率的取值范围是( ).
A. B. C. D.
解析 设椭圆的上、下顶点分别为,,则与均为等腰三角形.
由题知,椭圆上恰有个不同点,使得为等腰三角形,
所以在四个象限各有一点,使得为等腰三角形,
由椭圆的对称性,只考虑第一象限的情况即可.
令,如图所示,由图可得,即,得.
令,如图所示,由图可得,即,得.
综上可得,离心率的取值范围是. 故选D.
【例5-4】(24-25高三上·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.
【变式5-1】如图,椭圆的中心在坐标原点,焦点在轴上,,,,为椭圆的顶点,为右焦点,延长与交于点,若为钝角,则该椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设,,,.
所以,.
因为为钝角,所以与的夹角为锐角,
所以,即.
两边同时除以并化简得,
解得,又,所以.
【变式5-2】已知为坐标原点,双曲线的右焦点,以为圆心,为半径作圆交双曲线的渐近线于异于原点的两点、,若,则双曲线的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】BO
M
F
A
【解析】取为中点,则等价于
也就是要求点的横坐标。由
解得,故需,解得,则
【变式5-3】已知椭圆的左焦点为F,经过原点的直线与C交于A,B两点,若,则C的离心率的取值范围为______________.
【答案】
【解析】如图,设椭圆的右焦点为,连接,
∵AB,互相平分,∴四边形为平行四边形∴,
∵,∴由条件知,当B在短轴端点时,最大,
此时在中,,∴,
∴,即.
【变式5-4】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.
考点六:共焦点型离心率问题
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.
【例6-1】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.
【变式6-1】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6-2】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
【例6-2】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
【变式6-3】
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.
真题演练
1.
(2026·天津·高考真题)已知双曲线(,)的左焦点为,是右顶点,是双曲线上一点,满足,,则双曲线离心率为( )
A.4 B. C. D.
【答案】D
【分析】解法一:过点作垂直轴,垂足为,根据几何关系用表示出点坐标,代入双曲线方程构造齐次式,然后可得离心率.
解法二:设右焦点为,连接,根据双曲线的定义和性质可得,,结合余弦定理运算求解.
【详解】解法一:如图,过点作垂直于轴,垂足为,
因为,所以,所以,
又,所以,
根据双曲线对称性,不妨设点在第二象限,则,
将点坐标代入双曲线方程得:,
整理得,
将代入上式,整理得,
两边同时除以,整理得,解得.
解法二:如图,
设右焦点为,连接,
由题意可知:,,
在三角形中,,
在三角形中,,
即,
整理可得,可得,
所以.
2.
(2025·北京·高考真题)双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先将双曲线方程化成标准方程,求出,即可求出离心率.
【详解】由得,,所以,
即,所以,
故选:B.
3.
(2025·天津·高考真题)双曲线的左、右焦点分别为,以右焦点为焦点的抛物线与双曲线交于第一象限的点P,若,则双曲线的离心率( )
A.2 B.5 C. D.
【答案】A
【分析】利用抛物线与双曲线的定义与性质得出,根据勾股定理从而确定P的坐标,利用点在双曲线上构造齐次方程计算即可.
【详解】根据题意可设,双曲线的半焦距为,,则,
过作轴的垂线l,过作l的垂线,垂足为A,显然直线为抛物线的准线,
则,
由双曲线的定义及已知条件可知,则,
由勾股定理可知,
易知,即,
整理得,∴,即离心率为2.
故选:
4.
(2025·全国一卷·高考真题)已知双曲线C的虚轴长是实轴长的倍,则C的离心率为( )
A. B.2 C. D.
【答案】D
【分析】由题可知双曲线中的关系,结合和离心率公式求解
【详解】设双曲线的实轴,虚轴,焦距分别为,
由题知,,
于是,则,
即.
故选:D
5.
(2024·全国甲卷·高考真题)已知双曲线的两个焦点分别为,点在该双曲线上,则该双曲线的离心率为( )
A.4 B.3 C.2 D.
【答案】C
【分析】由焦点坐标可得焦距,结合双曲线定义计算可得,即可得离心率.
【详解】由题意,设、、,
则,,,
则,则.
故选:C.
课后巩固
一、单选题
1.(2026·江苏·模拟预测)已知椭圆的焦距长等于短轴长的2倍,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题意得,,所以,则,解得:,
所以.
2.(2026·陕西西安·模拟预测)设直线与双曲线C:的一条渐近线平行,则的离心率为( )
A. B. C.3 D.5
【答案】B
【详解】由题意可知双曲线的渐近线方程为,
直线与双曲线的一条渐近线平行,
则,又,则
所以的离心率为.
3.(2026·云南曲靖·二模)经过椭圆的左顶点与上顶点的直线的斜率为,则椭圆C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题可知左顶点,上顶点,则,
所以,
所以椭圆的焦点在y轴上,
所以.
4.(2026·陕西渭南·三模)已知双曲线的一个焦点为,且的渐近线上存在一点,使为等边三角形(O为原点),则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.3
【答案】C
【分析】根据等边三角形的内角特征推导渐近线斜率,再结合双曲线的关系求解离心率.
【详解】由的渐近线上存在一点,使为等边三角形(O为原点),
则渐近线的斜率为,
所以双曲线的离心率为.
5.(2026·山东青岛·三模)已知椭圆的左、右焦点分别为、,过原点的直线交于、两点.若,,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】分析可知四边形为平行四边形,可得,结合椭圆的定义可得出、,再利用勾股定理可得出椭圆的离心率的值.
【详解】如下图所示:
由题意可知,为、的中点,所以四边形为平行四边形,则,
所以,则,
因为,由勾股定理可得,
故该椭圆的离心率为.
6.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.
7.(2026·四川·二模)已知椭圆的左、右顶点分别为A,B,点M在C上,且,,,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,所以点在轴右侧,过点作轴,垂足为点,
因为,所以,则,
,,
所以,则,
则点的坐标为或,
代入椭圆方程,得,所以,
所以.
8.(2026·山东日照·模拟预测)已知双曲线:(,),圆:与的两条渐近线交于,,,四点,若四边形的面积为,则的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【答案】A
【分析】联立圆与直线方程求出交点坐标,进而表示四边形面积,根据离心率定义即可求解.
【详解】双曲线 ,) 的渐近线方程为,
联立圆与渐近线方程,,
由双曲线的基本关系, ,则,
对应的坐标为,
因此,四个交点的坐标为:,,,,
由于双曲线和圆都关于轴、轴对称,四边形是矩形,其长为,宽为,
矩形面积公式,
因此,,化简得,,则,
将代入上式,,
则, ,,
双曲线的离心率,所以.
二、填空题
9.(2026·广西崇左·二模)已知圆经过椭圆的焦点,为椭圆上的动点,过点作圆的切线,切点为,,若存在点,使得四边形为矩形,则椭圆的离心率的取值范围是______.
【答案】
【分析】若四边形为矩形,则四边形为正方形,可得,根据椭圆性质可得,运算求解即可.
【详解】圆的圆心为,半径为,
由题意可知:,,且,
若存在点,使得四边形为矩形,此时,
且,则四边形为正方形,可得,
则,可得,且,即,
可得,可得,
所以椭圆的离心率的取值范围是.
三、多选题
10.(25-26高二上·贵州贵阳·阶段检测)设椭圆与双曲线(其中)的离心率分别为,且直线与双曲线的左、右两支各交于一点,下列结论正确的有( )
A.
B.
C.的取值范围是
D.的取值范围是
【答案】ACD
【分析】将双曲线与直线联立,根据交点分布在双曲线两侧列不等式,得出的关系,然后对选项依次分析即可.
【详解】将双曲线与直线联立得,
因为直线与双曲线的交点分布在左右两支,
所以,
又,所以,故A正确,B错误;
,,
,
所以,
又,所以,故C正确;
,故D正确;
故选:ACD.
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