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求解离心率范围六法
在圆锥曲线得诸多性质中,离心率经常渗透在各类题型中。离心率就是描述圆锥曲线“扁平程度”或“张口大小”得一个重要数据,在每年得高考中它常与“定义”、“焦点三角形”等联系在一起。因此求离心率得取值范围,综合性强,就是解析几何复习得一个难点。六种求解这类问题得通法。
一、利用椭圆上一点P(x,y)坐标得取值范围,构造关于a,b,c得不等式
例1 若椭圆上存在一点P,使,其中0为原点,A为椭圆得右顶点,求椭圆离心率e得取值范围。
解:设为椭圆上一点,则
、 ①
因为,所以以OA为直径得圆经过点P,所以
、 ②
联立①、②消去并整理得
当时,P与A重合,不合题意,舍去。
所以
又,所以,
即
得,即
又,故得取值范围就是
二、利用圆锥曲线得焦点与曲线上一点构成得“焦三角形”三边大小关系,构造关于a,b,c不等式
例2 已知双曲线左、右焦点分别为F1、F2,左准线为就是双曲线左支上一点,并且,由双曲线第二定义得,
所以、 ①
由又曲线第一定义得
②
由①-②得
在中,
所以 ,
即、
又,从而解得得取值范围就是。
三、利用圆锥曲线得“焦三角形”+余弦定理+均值不等式
例3 设椭圆得两焦点为F1、F2,问当离心率E在什么范围内取值时,椭圆上存在点P,使=120°、
解:设椭圆得焦距为2c,由椭圆得定义知
、
在中,由余弦定理得
=
=(
所以
所以、
又,故得取值范围就是
四、利用圆锥曲线得定义,结合完全平方数(式)非负得属性构造关于a,b,c得不等式
例4 如图1,已知椭圆长轴长为4,以轴为准线,且左顶点在抛物线上,求椭圆离心率e得取值范围。
解:设椭圆得中心为,并延长交轴于N,则
=
因为,所以。
所以。
所以椭圆离心率得取值范围为。
五、将题中已知不等关系巧妙转化为关于a,b,c得不等式
例5 如图2,已知椭圆得两焦点为F1、F2,斜率为K得直线过右焦点F2,与椭圆交于A、B,与Y轴交于C,B为CF2得中点,若,求椭圆离心率e得取值范围。
解:设F2 (C,0),直线则,代入椭圆方程得、
又所以,
所以,
解得
因为,所以
解得,
所以
六、利用圆锥曲线参数方程设点,结合正余弦函数得有界性,构造关于a,b,c得不等式
例6 若椭圆上存在一点P,使,其中O为原点,A为椭圆得右顶点,求椭圆离心率e得取值范围。
解:设P(),由,
得,
即( ①
解得
当
因此要使①有解,需,
即、
又,故e得取值范围就是
总之,求圆锥曲线得离心率范围首先从定义出发,利用圆锥曲线上点坐标得范围与焦三角形得三边大小 关系,结合参数方程中三角函数有界性与均值不等式,有时也常常转化为一元二次方程利用判别式或者完全平方数(式),具体问题具体对待,贵在划归转化。
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