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椭圆离心率
一、典例分析,融合贯通
典例1 【2016年高考数学新课标Ⅲ卷文科12题】已知为坐标原点,是椭圆:的左焦点,分别为的左,右顶点.为上一点,且轴,过点的直线与线段交于点与轴交于点.若直线经过的中点,则的离心率为( )
. . . D.
【点睛之笔】相似用完即相识!
【解法2】代数法
由题意可设,,
令,代入椭圆方程可得
可得,
设直线的方程为,
令,可得
令,可得
【点睛之笔】不用多虑,一步一步代!
【解法3】几何代数结合法
设直线的方程为,
令,可得
令,可得
设的中点为,可得
【点睛之笔】几何代数,数与形的完美融合!
【解后反思】
解法1:利用相似比构造方程,恒等变形求得离心率!
解法2:利用条件一步一步用数据转化,无须烧脑!
解法3:几何代数,相辅相生,相得益彰!
典例2设是上的一点,、.已知,求椭圆离心率的取值范围.
【解法1】基本不等式
在,,
【点睛之笔】基本不等式,让数学学习更有激情!
【解法2】有界性
设,又
在,,
,
【点睛之笔】坐标有界,思想无界!
【解法3】极端情况
当点 位于短轴端点 或 处时,点对两焦点的张角最大
故 ( 为坐标原点)
在,,
【点睛之笔】极端解法,剑走偏锋!
【解后反思】
解法1:套用公式省时又省力!
解法2:利用坐标的有界性巧妙构造不等式!
解法3:极端解法,投“极”取巧,尽显思维的灵气!
典例3【2016浙江理科第19题】如图,设椭圆
(Ⅰ)求直线被椭圆截得的线段长(用表示);
(Ⅱ)若任意以为圆心的圆与椭圆至多有三个公共点,求椭圆离心率的取值范围。
第(1)小题:
第(2)小题:
【解法1】:零点存在定理
设圆方程为,与椭圆联立方程
消去 得
由题设知方程在上最多一解,
记
① 当时,,
,所以方程在上只有一解,均可
② 那么当时,
第一种情况:只需,得
解得,即,得
第二种情况:假设方程在上有两解
,得 ,则,
由于方程在上最多一解,所以
上述两种情况均可得到,离心率,
因此椭圆离心率的取值范围
【点睛之笔】零点存在定理,走遍天下都有理!
【点睛之笔】方程法,缩短思维旅程的好方法!
【解法3】点差法
因此,任意以为圆心的圆与椭圆至多有三个公共点的充要条件是,
离心率,因此椭圆离心率的取值范围
【点睛之笔】点差法,一点都不差的好方法!
【解法4】单调性法
易知,弦长 从 到 逆时针旋转半圈处处不相等,即弦长在轴单侧单调。
,
设,,则在上单调递增。
只需,即成立
得,得,因此椭圆离心率的取值范围
【点睛之笔】单调性法,解起题来不单调!
【解法5】:弦长的最值性
【点睛之笔】利用弦长的最值性,最有价值!
【解后反思】
解法1:零点存在定理,剪不断那就理来乱!
解法2:利用方程思想构造不等式,妙哉!
解法3:点差法,代点作差,肯定不会差!
解法4:单调性法,其实很有情调,一点都不不单调!
解法5:利用最值性,直奔目标,不走寻常路!
二、精选试题,能力升级
1.【2012全国,理4】设F1,F2是椭圆E:(a>b>0)的左、右焦点,P为直线上一点,△F2PF1是底角为30°的等腰三角形,则E的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设直线与 轴交于点 ,则 ,在 中, ,,故,解得,故离心率.
2.【2011全国新课标,理14】在平面直角坐标系xOy中,椭圆C的中心为原点,焦点F1,F2在x轴上,离心率为.过F1的直线l交C于A,B两点,且△ABF2的周长为16,那么C的方程为__________.
【答案】
【解析】
3.【2008全国1,理15】在中,,.若以为焦点的椭圆经过点,则该椭圆的离心率 .
【答案】:.
【解析】设,则
,.
4.【2018浙江温州一模】正方形的四个顶点都在椭圆上,若椭圆的焦点在正方形的内部,则椭圆的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
5.【2018广西柳州市一模】已知点是以为焦点的椭圆上一点,若,则椭圆的离心率( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】 点是以 为焦点的椭圆上一点,
,设 ,则 ,由椭圆定义知 ,, ,则 ,由勾股定理知 , 解得, .
6.【2018广西三校九月联考】已知椭圆方程为: , 椭圆的右焦点为,离心率为,直线: 与椭圆相交于、两点,且
(1)椭圆的方程及求的面积;
(2)在椭圆上是否存在一点,使为平行四边形,若存在,求出的取值范围,若不存在说明理由.
【答案】(1), (2)不存在
【解析】
消去化简得, ,
, 得
,
.
, ,即
即,=.
O到直线的距离
,
.
(2)若存在平行四边形OAPB使在椭圆上,则,设,
则,,由于在椭圆上,所以,从而化简得
化简得 ①, 由,知 ②
联立方程①②知,故不存在在椭圆上的平行四边形.
7.【2018河南中原名校质检二】已知椭圆的离心率为,以原点为圆心,椭圆的短半轴为半径的圆与直线相切.
(1)求椭圆的方程:
(2)设,是椭圆上关于轴对称的任意两个不同的点,连结交椭圆于另一点,证明直线与轴相交于定点.
【答案】(1)(2)
8.【2018吉林百校联盟九月联考】已知椭圆: 的离心率为,且过点, , 是椭圆上异于长轴端点的两点.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知直线: ,且,垂足为, ,垂足为,若,且的面积是面积的5倍,求面积的最大值.
设, , 的直线方程为: ,
由即,
, ,
,
令,所以,
因为,所以在上单调递增,所以在上单调递增,
所以,所以(当且仅当,即时“”成立),
故的最大值为 .
9.【2014课标Ⅰ,理20】已知点A,椭圆E:的离心率为;F是椭圆E的右焦点,直线AF的斜率为,O为坐标原点
(I)求E的方程;
(II)设过点A的动直线与E 相交于P,Q两点。当的面积最大时,求的直线方程.
10.【2018广西柳州市一模】已知椭圆的离心率为, 为椭圆的左右焦点, 为椭圆短轴的端点, 的面积为2.
(1)求椭圆的方程;
(2)设为原点,若点在椭圆上,点在直线上,且,试判断直线与圆的位置关系,并证明你的结论.
圆心到直线的距离.
此时直线与圆相切.
当时,直线的方程为.
即.
又,故
.
此时直线与圆相切.
只供学习与交流
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