专题:椭圆的离心率解法大全
离心率问题的7种题型和15种方法

离心率问题的7种题型和15种方法离心率(eccentricity)是描述椭圆轨道形状的一个重要参数,它的大小决定了行星或卫星轨道的偏心程度。
在天文学、航天学等相关领域,经常需要解决各种与离心率相关的问题,下面我们将介绍离心率问题的7种常见题型和15种解题方法。
一、离心率的定义及性质离心率是描述椭圆轨道形状的一个参数,它等于椭圆长半轴和短半轴之差的一半与长半轴的比值。
离心率的取值范围为0到1之间,当离心率为0时,椭圆变成了一个圆,当离心率为1时,椭圆变成了一条直线。
离心率越大,椭圆的形状越扁平,轨道越偏心。
二、离心率问题的7种题型1. 求给定离心率的椭圆的半长轴和半短轴长度;2. 已知椭圆的长半轴和离心率,求短半轴长度;3. 已知椭圆的长半轴和短半轴长度,求离心率;4. 求给定行星或卫星的轨道离心率;5. 已知行星或卫星轨道的离心率和半长轴长度,求轨道的半短轴长度;6. 已知行星或卫星的轨道离心率和半短轴长度,求轨道的半长轴长度;7. 求给定行星或卫星的轨道周期。
三、离心率问题的15种解题方法1. 利用椭圆轨道的定义和性质,直接计算出椭圆的长短半轴;2. 利用椭圆的面积和周长公式计算出椭圆的长短半轴;3. 利用行星或卫星的轨道速度和距离公式计算出轨道离心率;4. 利用行星或卫星的轨道周期和距离公式计算出轨道离心率;5. 利用行星或卫星的轨道半径和速度公式计算出轨道离心率;6. 利用行星或卫星在轨道上的最高点和最低点的距离差和总距离计算出轨道离心率;7. 利用行星或卫星的轨道焦点距离和长轴长度计算出轨道离心率;8. 利用行星或卫星的轨道高度、速度和引力公式计算出轨道离心率;9. 利用行星或卫星的轨道高度、周期和引力公式计算出轨道离心率;10. 利用行星或卫星的轨道高度、半径和引力公式计算出轨道离心率;11. 利用行星或卫星的轨道平均速度和最高、最低速度之比计算出轨道离心率;12. 利用行星或卫星在轨道上的最高点和最低点速度之比计算出轨道离心率;13. 利用行星或卫星在轨道上的最高点和最低点的动能之比计算出轨道离心率;14. 利用行星或卫星在轨道上的最高点和最低点的势能之比计算出轨道离心率;15. 利用行星或卫星的轨道半径、质量和速度计算出轨道离心率。
求解椭圆离心率的常见方法

ʏ河南省郑州市第二高级中学 韦道田椭圆的离心率是椭圆的重要几何性质之一,下面就求解椭圆的离心率(或取值范围)给出几种重要方法,供同学们参考㊂一㊁利用椭圆离心率的定义求解例1 (1)在平面直角坐标系中,椭圆x 2a 2+y2b2=1(a >b >0)的焦距为2,以O 为圆心,a 为半径的圆,过点P a2c ,0作圆的两条切线且互相垂直,则离心率e =㊂(2)设M 为椭圆x 2a 2+y2b2=1(a >b >0)上一点,F 1,F 2为两个焦点,过M 作M F 1ʅx 轴,且øF 1M F 2=60ʎ,则椭圆的离心率为( )㊂A.12 B .22 C .33 D .32图1解析:(1)如图1,切线互相垂直,又半径O A ʅP A ,所以әO A P 是等腰直角三角形㊂因为2c=2,即c =1,所以a 2c=a 2,|O P |=2|O A |,a 2=2a ,则a =2㊂所以e =c a =22㊂(2)设|M F 1|=d ,因为øF 1M F 2=60ʎ,所以|M F 2|=2d ,|F 1F 2|=3d ㊂因此e =2c 2a =|F 1F 2||M F 1|+|M F 2|=3d d +2d =33,选C ㊂点评:e =2c2a =|F 1F 2||P F 1|+|P F 2|,其中F 1,F 2为椭圆的焦点,P 为椭圆上任意一点㊂二㊁利用圆锥曲线的统一定义求解依据e =|M F |d ,其中|M F |表示椭圆上的点M 到焦点F 的距离,d 表示椭圆上的点M 到焦点F 相应准线l 的距离㊂例2 在给定椭圆中,过焦点且垂直于长轴的弦长为2,焦点到相应准线的距离为1,则该椭圆的离心率为( )㊂A.2 B .22 C .12 D .24解析:设过焦点F 1且垂直于长轴的弦为A B ,则|A B |=2㊂焦点F 1到准线l 的距离为1,则点A 到l 的距离也为1㊂由圆锥曲线的统一定义得离心率e =|A F 1|1=22,选B ㊂点评:利用圆锥曲线的统一定义,可以较快地求出圆锥曲线的离心率㊂三㊁构造离心率的方程(不等式)求解例3 (1)已知A ,B 为椭圆x 2a2+y 2b2=1(a >b >0)的长轴与短轴端点,F 为一个焦点,若A B ʅB F ,则该椭圆的离心率为( )㊂A.-1+52 B .1-22C .2-1D .22(2)已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的42 解题篇 经典题突破方法 高二数学 2023年10月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.左㊁右焦点分别为F 1(-c ,0)㊁F 2(c ,0),若椭圆上存在点P ,使a s i n øP F 1F 2=cs i n øP F 2F 1,则该椭圆离心率的取值范围为㊂解析:(1)在R tәA B F 中,|A F |2=|A B |2+|B F |2,即(a +c )2=(a 2+b 2)+(b 2+c 2)㊂因为e =c a,所以整理得e 2+e -1=0,e =-1+52,选A ㊂(2)由已知条件及正弦定理求得|P F 1|=ca|P F 2|㊂又|P F 1|+|P F 2|=2a ,则|P F 2|=2a 2c +a ㊂由|P F 2|<a +c ,得2a2c +a<a +c ,即e 2+2e -1>0㊂结合0<e <1,解得2-1<e <1㊂点评:如果直接求解椭圆离心率的值(或取值范围)有困难,那么可以通过构造离心率的方程(或不等式)求解㊂四㊁利用数形结合思想求解例4 ʌ第12届希望杯 试题ɔ设F 1㊁F 2是椭圆的两个焦点,若椭圆上存在点P ,使øF 1P F 2=120ʎ,则椭圆离心率e 的取值范围是㊂图2解析:如图2,当点P 与短轴端点B 重合时,øF 1P F 2最大㊂于是得øF 1P F 2ȡ120ʎ,故t a n øF 1P O ȡt a n 60ʎ=3,即cbȡ3㊂所以e =c a =cb 2+c 2=1bc2+1ȡ113+1=32㊂又0<e <1,所以32ɤe <1㊂点评:利用数形结合思想求椭圆的离心率e ,可回避繁杂的推理与计算过程㊂五㊁利用椭圆的光学性质求解例5 ʌ第一届 希望杯 高二试题ɔ椭圆的两个焦点是F 1(3,-6),F 2(6,3),一条切线方程为4x =3y ,这个椭圆的离心率是㊂解析:设切点为P ,切线为l ,作F 1㊁F 2关于l 的对称点F 1'㊁F 2',则由椭圆的光学性质知点P 是等腰梯形F 1F 2F 2'F 1'对角线的交点,对角线的长应等于椭圆长轴的长㊂由点到直线的距离公式,得F 1㊁F 2到直线l 的距离分别为6㊁3,可见梯形上㊁下底长分别为6㊁12㊂该等腰梯形的腰长即椭圆的焦距310㊂利用6,12,310,求出梯形的对角线长为92,从而得到椭圆的离心率e =31092=53㊂练一练:1.若椭圆的两个焦点与短轴的一个顶点构成一个等边三角形,则椭圆的离心率是( )㊂A.12 B .32 C .34 D .642.已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左焦点为F ,右顶点为A ,点B 在椭圆上,且B F ʅx 轴,直线A B 交y 轴于点P ㊂若A Pң=2P B ң,则椭圆的离心率是( )㊂A.32 B .22 C .13 D .123.已知F 1㊁F 2是椭圆的两个焦点,满足M F 1ң㊃M F 2ң=0的点M 总在椭圆内部,则椭圆离心率的取值范围是( )㊂A.(0,1) B .0,12C .0,22D .22,14.过椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左焦点F 且倾斜角为60ʎ的直线交椭圆于A ,B 两点,若|F A |=2|F B |,则椭圆的离心率等于( )㊂A.33 B .22 C .12 D .23参考答案:1.A2.D3.C4.D(责任编辑 徐利杰)52解题篇 经典题突破方法 高二数学 2023年10月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.。
椭圆离心率的三种求法、中点弦方程三种求法

椭圆离心率的三种求法:(1)若给定椭圆的方程,则根据焦点位置确定a 2,b 2,求a ,c 的值,利用公式e =c a 或利用221ab e -=直接求解. (2)求椭圆的离心率时,若不能直接求得c a的值,通常由已知寻求a ,b ,c 的关系式,再与a 2=b 2+c 2组成方程组,消去b 得只含a ,c 的方程,再化成关于e 的方程求解.(3)求离心率时要充分利用题设条件中的几何特征构建方程求解,从而达到简化运算的目的. 涉及椭圆离心率的范围问题要依据题设条件首先构建关于a ,b ,c 的不等式,消去b 后,转化为关于e 的不等式,从而求出e 的取值范围.1. 若椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,线段F 1F 2被点⎪⎭⎫ ⎝⎛0,2b 分成5∶3的两段,则此椭圆的离心率为( )A.1617B.41717C.45D.255解析 依题意,得c +b 2c -b 2=53,∴c =2b ,∴a =b 2+c 2=5b ,∴e =2b 5b=255. 答案D 点评 本题的解法是直接利用题目中的等量关系,列出条件求离心率.2. 设P 是椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)上的一点,F 1,F 2是其左,右焦点.已知∠F 1PF 2=60°,求椭圆离心率的取值范围.分析 本题主要考查椭圆离心率取值范围的求法,建立不等关系是解答此类问题的关键. 解 方法一 根据椭圆的定义,有|PF 1|+|PF 2|=2a .①在△F 1PF 2中,由余弦定理,得cos 60°=|PF 1|2+|PF 2|2-|F 1F 2|22|PF 1||PF 2|=12, 即|PF 1|2+|PF 2|2-4c 2=|PF 1||PF 2|.②①式平方,得|PF 1|2+|PF 2|2+2|PF 1||PF 2|=4a 2.③由②③,得|PF 1||PF 2|=4b 23.④ 由①和④运用基本不等式,得|PF 1||PF 2|≤2212||||⎪⎭⎫ ⎝⎛+PF PF ,即4b 23≤a 2. 由b 2=a 2-c 2,得43(a 2-c 2)≤a 2,解得e =c a ≥12. 又e <1,∴该椭圆的离心率的取值范围是[12,1). 方法二 如图,设椭圆与y 轴交于B 1,B 2两点,则当点P 位于B 1或B 2处时,点P 对两焦点的张角最大,故∠F 1B 2F 2≥∠F 1PF 2=60°,从而∠OB 2F 2≥30°.在Rt △OB 2F 2中,e =c a =sin ∠OB 2F 2≥sin 30°=12. 又e <1,∴12≤e <1. ∴该椭圆的离心率的取值范围是[12,1). 点评 在求椭圆离心率的取值范围时,常需建立不等关系,通过解不等式来求离心率的取值范围,建立不等关系的途径有:基本不等式,利用椭圆自身存在的不等关系(如基本量之间的大小关系或基本量的范围,点与椭圆的位置关系所对应的不等关系,椭圆上点的横、纵坐标的有界性等),判别式,极端情况等等.如上面方法二就应用了“当点P 运动到短轴的端点时,点P 对两焦点的张角最大”这一极端情况.(2016全国Ⅰ高考)直线l 经过椭圆的一个顶点和一个焦点,若椭圆的中心到的距离为短轴长的41,则该椭圆的离心率为( B ) A. 31 B. 21 C. 32 D.43 解:设椭圆是焦点在x 轴上的标准方程,上顶点与右焦点分别为)0,(),0(c F b B 、,则直线l 的方程为0=-+bc cy bx 。
椭圆离心率求法大全

椭圆离心率求法大全
椭圆离心率又叫做偏心率,是衡量椭圆的对称性的重要特征值,表示椭圆的离心程度,离心率值越大椭圆形状越扁,可以表示为0≤E≤1,其中较接近圆形的图形偏心率接近0,而较远离圆形图形的离心率则更接近1。
下面是求椭圆离心率的公式及求法:
(1)根据椭圆的标准方程:
$$ \frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1 $$
,其中a为长轴,b为短轴,可以求出椭圆的离心率E,公式为:
(2)也可以根据椭圆的几何定义求出离心率:
椭圆的离心率按照以下公式求出:
其中,e表示椭圆的外径c与内径b的绝对值的差值,e=|c-b|。
(3)根据椭圆的离心率及长短轴的比值,可以得出椭圆的长轴a和短轴b的关系:
a=b/E
(4)可以根据椭圆的中心坐标和其上任意点坐标进行求椭圆离心率计算:
(i)得到椭圆的中心坐标(h,k),任意点坐标为(x,y),并设椭圆的离心率为E。
(ii)根据点(h,k)和点(x,y)求椭圆的半长轴长:
a = $\sqrt{(x-h)^2+(y-k)^2}$
(iii)半短轴长可以求得:
(iv)根据半长轴长a及半短轴长b求离心率:
根据以上公式及求法,可以计算出椭圆的离心率。
注意,离心率在[0,1]之间,较接
近圆形的图形偏心率接近0,而较远离圆形图形的离心率则更接近1。
专题:椭圆的离心率解法大全

专题:椭圆的离心率2,利用定义求椭圆的离心率(e C 或e 21 b )aa综上m 或333,已知椭圆的焦距、短轴长、长轴长成等差数列,则椭圆的离心率是X y6,设椭圆 — 亍=1 (a > b >0)的右焦点为F 1,右准线为11,若过F 1且垂直于x 轴的弦的长等于点ab 1 距离,则椭圆的离心率是 一。
2,运用几何图形中线段的几何意义结合椭圆的定义求离心率1,在 Rt ABC 中,A 90 ,AB AC 1 ,如果一个椭圆过 A B 两点, 它的一个焦点为 C,另一个焦点在AB 上,求这个椭圆的离心率 2,如图所示,椭圆中心在原点 则椭圆的离心率为 [解析]b ( b ) c 3,以椭圆的右焦点 ,F 是左焦点,直线 AB 1与BF 交于D,且BDB 1M.5 1 2 2a c ac e ----------- 2 F 2为圆心作圆,使该圆过椭圆的中心并且与椭圆交于1,已知椭圆的长轴长是短轴长的2倍,则椭圆的离心率 e2,椭圆—1的离心率为-,则m m 2[解析]当焦点在x 轴上时,4 m -2 2m 3 ;当焦点在y 轴上时,16 m -, 34,已知m,n,m+n 成等差数列,m n , mn 成等比数列,则椭圆2—1的离心率为 ________________n2n 2m n[解析]由2n2m n m 22 2椭圆Xy1的离心率为2n 4m n2mn 01 5,已知一 21(m 0.n0) 则当 2xmn 取得取小值时,椭圆 22 y_ 21的的离心率为」m nmn22 2F 1到l 1的MF 与圆相切,则椭圆的离心率是,3 1解:TI F 1F 2 I =2c I BF 1 I =c I BF 2 I = 3c c+2 2X y变式(1):椭圆 君 + ~b^=1(a>b >0)的两焦点为 F 1、 寸3c=2a --e= aF 2,点P 在椭圆上,使厶OPF 为正三角形,求椭圆离心率?22X y相似题:椭圆 —+ —=1(a>b >0) , A 是左顶点,F 是右焦点,B 是短轴的一个顶点,/a b 解:I AO I =a I OF I =c I BF I =a I AB | = a 2+b 2点评:此题是上一题的条件与结论的互换,解题中分析各边,由余弦定理解决角的问题。
离心率问题的7种题型15种方法(教师版)

目录题型一:椭圆离心率的求值 2方法一:定义法求离心率 2方法二:运用通径求离心率 3方法三:运用e=e=1+k2λ-1λ+1求离心率 4方法四:运用e=c a=sin(α+β)sinα+sinβ求离心率 4方法五:运用k OM⋅k AB=-b2a2求离心率 5方法六:运用正弦定理、余弦定理、三角函数求离心率 6方法七:运用相似比求离心率 6方法八:求出点的坐标带入椭圆方程建立等式 7方法九:运用几何关系求离心率 7题型二:双曲线离心率的求解 9方法一:定义法关系求离心率 10方法二:运用渐近线求离心率 10方法三:运用e=1+k2λ-1λ+1求离心率 11方法四:运用e=c a=sin(α+β)sinα-sinβ求离心率 11方法五:运用结论k OM•k AB=b2a2求离心率 12方法六:运用几何关系求离心率 13题型三:椭圆、双曲线离心率综合运用 15题型四:根据已知不等式求离心率的取值范围 17题型五:根据顶角建立不等式求离心率范围 18题型六:根据焦半径范围求离心率范围 19题型七:题型七根据渐近线求离心率的取值范围 21离心率问题的7种题型15种方法1离心率问题的7种题型15种方法求离心率常用公式椭圆公式1:e =ca 公式2:e =1-b 2a2证明:e =c a=c 2a 2=a 2−b 2a 2=1-b 2a 2公式3:已知椭圆方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),两焦点分别为F 1,F 2,设焦点三角形PF 1F 2,∠PF 1F 2=α,∠PF 2F 1=β,则椭圆的离心率e =sin (α+β)sin α+sin β证明:∠PF 1F 2=α,∠PF 2F 1=β,由正弦定理得:F 1F 2 sin (180o −α−β)=PF 2 sin α=PF 1sin β由等比定理得:F 1F 2 sin (α+β)=PF 1 +PF 2 sin α+sin β,即2c sin (α+β)=2a sin α+sin β∴e =c a =sin (α+β)sin α+sin β。
求椭圆离心率常用的三种方法

椭圆的离心率是椭圆的一个重要性质,它是反映椭圆的扁平程度的量.求椭圆的离心率问题比较常见.这类问题常与平面几何、三角函数、平面向量等知识相结合,侧重于考查同学们的逻辑推理和数学运算能力.那么,求椭圆的离心率有哪些方法呢?下面结合实例进行探讨.一、公式法我们知道,圆锥曲线的离心率公式为e=ca.因此要求椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的离心率,只需求出椭圆方程中的参数a、c的值或c与a的比值即可.例1.已知椭圆E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的长轴长是短轴长的2倍,则E的离心率为_______.解:因为椭圆的长轴长是短轴长的2倍,所以2a=4b,所以ba=12,可得e=ca本题较为简单,由题意可以很容易确定椭圆中参数a、b之间的关系,直接根据椭圆方程中参数a、b、c之间的关系a2=b2+c2,即可求得c与a的比值,从而求得椭圆的离心率.例2.已知椭圆C:x2a2+y2b2=1()a>b>0的右焦点为F()2,0,P为椭圆的左顶点,且||PF=5,则椭圆C的离心率为().A.23B.12C.25D.13解:因为椭圆的右焦点为F()2,0,所以c=2,因为P为椭圆的左顶点,所以||PF=a+c=a+2=5,解得a=3,所以椭圆C的离心率为e=ca=23.故选A.我们首先根据题意可以确定c的值;然后根据P点的位置,确定a的值,即可根据椭圆离心率的公式求得问题的答案.二、几何性质法几何性质法是指利用平面几何图形的性质解题.在求椭圆的离心率时,我们可以根据题意画出几何图形,将椭圆参数方程中的a视为长半轴长、b视为短半轴长、c视为焦半径,根据椭圆、三角形、平行四边形、梯形的性质来求得椭圆的长半轴长、短半轴长、焦半径,或建立三者之间的关系式.例3.已知椭圆C:x2a2+y2b2=1()a>b>0的左右焦点分别为F1,F2,点M是椭圆C上第一象限的点,若||MF1=||F1F2,直线F1M与y轴交于点A,且F2A是∠MF2F1的角平分线,则椭圆C的离心率为_______.解:由题意得||MF1=||F1F2=2c,由椭圆的定义得||MF2=2a-2c,记∠MF1F2=θ,则∠AF2F1=∠MF2A=θ,∠F1F2M=∠F1MF2=∠MAF2=2θ,则||AF2=||AF1=2a-2c,所以||AM=4c-2a,故ΔMF1F2∽ΔMF2A,则||MF2||F1F2=||AM||MF2,则2a-2c2c=4c-2a2a-2c,可得e2+e-1=0,解得e=5-12或e=-5-12(舍).解答本题,需运用相似三角形的性质建立关于||MF1、||F1F2||AM、||MF2的关系式,并根据椭圆的定义,即在平面内到两个定点的距离之和为定值的点的轨迹,确定||MF1、||F1F2||AM、||MF2与a、c之间的关系,从而使问题获解.例4.如图1,已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左右焦点分别为F1(-c,0),F2(c,0),点M()x0,y0()x0>c是C上的一点,点A是直线MF2与y轴的交点,ΔAMF1的内切圆与MF1相切于点N,若|MN|=2||F1F2,则椭圆C的离心率e=______.解:设内切圆与AM切于Q,与AF1切于P,所以||MN=||MQ=2||F1F2=22c,||F1N=||F1P,||AP=||AQ,图141由圆的对称性知||AF 1=||AF 2,所以||PF 1=||QF 2,即||NF 1=||QF 2,所以2a=||MF 2+||MF 1=()||MQ -||QF 2+()||MN +||NF 1=||MQ +||MN =42所以e =c a =242我们先结合图形明确点、圆、椭圆之间的位置关系;然后根据椭圆的定义将问题转化为线段问题,即可根据圆的对称性、圆与切线的位置关系建立线段||MF 2、||MF 1、||MQ 、||QF 2、||MN 、||NF 1之间的关系,得到关于a 、c 的关系式,进而求出椭圆的离心率.用几何性质法解题的计算量较小,有利于提升解题的效率.三、构造齐次式在求椭圆的离心率时,若不易求出a 、c 的值或比值,则可考虑根据题目中的条件与椭圆的方程,建立关于a 、b 、c 的二次齐次式,即可根据离心率公式e =ca,得到关于e 的二次方程,进而通过解方程求得离心率e 的值.例5.如图2,已知椭圆的方程为:x 2a 2+y 2b2=1()a >b >0,过原点的直线交椭圆于M ,N 两点,点P 在x 轴上,其横坐标是点M 横坐标的3倍,直线NP 交椭圆于点Q .若直线QM 恰好是以MN 为直径的圆的切线,求椭圆的离心率.解:设M ()x 1,y 1,Q ()x 2,y 2,则N ()-x 1,-y 1,P ()3x 1,0,设直线MN 、QM 、NP 的斜率分别为k 1、k 2、k 3,则k 1=y 1x 1,k 2=y 2-y 1x 2-x 1,k 3=0+y 13x 1-()-x 1=y 14x 1=14k 1,因为直线QM 是圆的切线,所以QM ⊥MN ,k 1k 2=-1,所以k 2k 3=-14,又Q 在直线NP 上,所以k 3=y 2+y 1x 2+x 1,因为M 、Q 在椭圆x 2a 2+y 2b 2=1()a >b >0上,所以x 21a 2+y 21b 2=1,x 22a 2+y 22b2=1,将上述两式相减得x 21-x 22a 2+y 21-y 22b 2=0,整理得y 2+y 1x 2+x 1⋅y 2-y 1x 2-x 1=-b 2a 2,故k 2k 3=-b 2a 2=-14,即b 2a 2=14,可得a 2-c 2a 2=34,即a2-c 2a 2=1-e 2=14,解得e 我们先根据三条直线与圆、椭圆的位置关系建立关于a 、c 的二次齐次式a 2-c 2a 2=34;再根据离心率公式e=c a ,建立关于e 的方程,即可求得e 的值.在求得e 的值后,一定要注意检验所得的值是否在(0,1)内,以确保得到的答案是正确的.图2图3例6.如图3,已知AB 直线过椭圆x 2a 2+y 2b2=1()a >b >0的左焦点F ()-2,0,且与椭圆交于A 、B 两点,与y 轴交于点C ,若点C ,F 分别是线段AB 的三等分点,则该椭圆的离心率为_______.解:因为点C 、F 是线段AB 的三等分点,由图3可知C 为AF 的中点,右焦点为F 2,所以AF 2//OC ,所以AF 2⊥x 轴,由椭圆的方程得A 点的坐标为()c ,b 2a ,C ()0,b 22a,因为C ,B 关于F 对称,所以B 点的坐标为()-2c ,-b 22a ,将其代入椭圆的方程x 2a 2+y 2b2=1()a >b >0中得:4c 2a 2+b 24a2=1,即16c 2+b 2=4a 2,得a 2=5c 2,所以离心率为e =c a 先由点C 、F 是线段AB 的三等分点可得AF 2//OC ;再根据线段的对称性可求得B 点的坐标;最后将其代入椭圆中,即可建立关于a 、b 、c 的二次齐次式,进而得到关于椭圆离心率e 的方程.无论采用哪种方法求椭圆的离心率,我们需明确解题的目的有两个:一是通过计算求得c 与a 的值;二是利用已知条件建立关于c 与a 的齐次式,进一步将其转化为关于ca的方程.(作者单位:四川省内江市威远中学校)42。
专题讲座:椭圆离心率的常规求法(文)

a,c的齐次式,解出e. 2.思想方法:
方程的思想,转化的思想
六.课后练习
1.若一个椭圆长轴的长度、短轴的长度和焦距长 成等差数列,求该椭圆的离心率.
2.设椭圆的两个焦点分别为F1和F2 ,过F2作椭圆 长轴的垂线交椭圆于点P,若为△F2PF1等腰直角 三角形,求椭圆的离心率.
专题讲座
椭圆离心率的常规求法
刘帅帅
一.复习巩固
二.离心率的常见题型及解法
题型一:定义法 例1.已知椭圆方程为 x2 + y2 =1,求椭圆的离心率;
16 8
y
P
a
F1(-c,0)o c F2(c,0)
x
1.直接算出a、c带公式求e 2. 几何意义:e为∠OPF2的正弦值
变式训练1:
若椭圆x2 + y2 =1的离心率为1/2,求m的值.
四.高考链接
( (a>2b0>102)新的课左标、全右国焦卷点),设P为F1直和线F2是x=椭3圆a ax上22 +一by点22 =,1
2
△ F2 P F1是底角为30°的等腰三角形, 求该椭圆
的离心率。
y P
30°
2c
F1 (-c,0)o2c
F2
(c,0)
c
x
2c=3a/2
x=3a/2
五.小结
3.已知椭圆的两个焦点为F1和F2,A为椭圆上一 点 ,且AF1⊥AF2,∠AF1F2=60°,求该椭圆的 离心率。
变式训练2:
椭圆
x a
2 2
+
y2 b2
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5,在 中, .若以 为焦点的椭圆经过点 ,则该椭圆的离心率 .
【解题思路】由条件知三角形可解,然后用定义即可求出离心率
[解析] , ,
6,已知椭圆 的左、右焦点分别为 ,若椭圆上存在一点 使 ,则该椭圆的离心率的取值范围为.
[解析]∵在 中,由正弦定理得 ,则由已知,得 ,即 ,∴ ,由椭圆的定义知 ,∴ ,
解法6:巧用图形的几何特性
由,知点P在以为直径的圆上。
又点P在椭圆上,因此该圆与椭圆有公共点P,故有
变式(1):圆 + =1(a>b >0)的两焦点为F1(-c,0)、F2(c,0),P是以|F1F2|为直径的圆与椭圆的一个交点,且∠PF1F2=5∠PF2F1,求椭圆的离心率e
分析:此题有角的值,可以考虑正弦定理的应用。
变式(5):8、椭圆 上一点A关于原点的对称点为B,F为其右焦点,若 ,设 ,且 ,则椭圆的离心率的取值范围为
解析:设 为椭圆左焦点,因为对角线互相平分,所以四边形 为平行四边形且为矩形, , , ,所以 ,由 得 。
6,如图,在平面直角坐标系 中, 为椭圆 的四个顶点, 为其右焦点,直线 与直线 相交于点T,线段 与椭圆的交点 恰为线段 的中点,则该椭圆的离心率为.
∴a2=5c2e=
变式(3):将上题中的条件“PF2∥AB”变换为“ ∥ ( 为坐标原点)”
相似题:椭圆 + =1(a>b >0),A是左顶点,F是右焦点,B是短轴的一个顶点,∠ABF=90°,求e?
解:|AO|=a |OF|=c |BF|=a |AB|=
a2+b2+a2=(a+c)2=a2+2ac+c2a2-c2-ac=0 两边同除以a2e2+e-1=0 e= e= (舍去)
变式(1):椭圆 + =1(a>b >0),e= , A是左顶点,F是右焦点,B是短轴的一个顶点,求∠ABF?
点评:此题是上一题的条件与结论的互换,解题中分析各边,由余弦定理解决角的问题。答案:90°
引申:此类e= 的椭圆为优美椭圆。
性质:(1)∠ABF=90°
(2)假设下端点为B1,则ABFB1四点共圆。
解:连接PF2,则|OF2|=|OF1|=|OP|,∠F1PF2=90°图形如上图,e= -1
变式(2) 椭圆 + =1(a>b >0)的两焦点为F1、F2,AB为椭圆的顶点,P是椭圆上一点,且PF1⊥X轴,PF2∥AB,求椭圆离心率?
解:∵|PF1|= |F2F1|=2c |OB|=b |OA|=a PF2∥AB ∴ = 又 ∵b=
解:以AD所在直线为X轴,AD中点为坐标原点建立坐标系。设正六边形的边长为r,则椭圆的半焦距 ,易知ΔAOF为等边三角形,∴F( ,代入椭圆方程 中,得: ,
∴ ,即:
,又法二:如图,连结 NhomakorabeaE,易知 ,设 ,由椭圆定义,
有: , ,∴
10,椭圆 + =1(a>b >0),过左焦点F1且倾斜角为60°的直线交椭圆与AB两点,若|F1A|=2|BF1|,求椭圆的离心率e的值
思路2:根据图形中的边长之间的不等关系,求e
解法一:F1(-c,0)F2(c,0) P( ,y0) M( , )
既( , ) 则 1=-( +c, y0)
2=-( -c, ) 1· 2=0( +c, y0) ·( -c, )=0
( +c)·( -c)+ =0a2-3c2≤0 ∴ ≤e<1
解法2:|F1F2|=|PF2|=2c |PF2|≥ -c 则2c≥ -c 3c≥ 3c2≥a2则 ≤e<1
即 ,由解法三知 ∴椭圆的离心率 。
7,已知椭圆 的左、右焦点分别为 , 为椭圆 上任意一点,且 的最大值的取值范围是 ,其中 ,则该椭圆的离心率的取值范围为.
[解析]:设 ,则 ,而
,∴ 的最大值为 ,
∴
8,在平面直角坐标系中,椭圆 1( 0)的焦距为2,以O为圆心, 为半径作圆,过点 作圆的两切线互相垂直,则离心率 =
解:∴c<ba2=b2+c2>2c2∴0<e<
如图所示,画图可知点 的轨迹是以 为直径的圆,则它在椭圆内部,故 ,
8,椭圆 + =1(a>b >0)的两焦点为F1(-c,0)、F2(c,0),P为右准线L:x= 上一点,F1P的垂直平分线恰过F2点,求e的取值范围?
分析:思路1,如图F1P与 F2M 垂直,根据向量垂直,找a、b、c的不等关系。
解:由正弦定理: =
根据和比性质:
= 变形得: = =e
∠PF1F2=75°∠PF2F1=15°e= =
点评:在焦点三角形中,使用第一定义和正弦定理可知e=
变式(2):椭圆 + =1(a>b >0)的两焦点为F1(-c,0)、F2(c,0),P是椭圆上一点,且∠F1PF2=60°,求椭圆离心率e的取值范围?
直线 的方程为 ,直线 的方程为 ,两式联立得T的坐标 ,所以中点M的坐标为 ,因为点M在椭圆上,代人方程得 则 所以
7,椭圆 + =1(a>b >0)的两焦点为F1(-c,0)、F2(c,0),满足 1· 2=0的点M总在椭圆内部,则e的取值范围?
分析:∵ 1· 2=0∴以F1F2为直径作圆,M在圆O上,与椭圆没有交点。
9,设椭圆 的离心率为 ,右焦点为 ,方程 的两个实根分别为 和 ,则点 ( A )
A.必在圆 B.必在圆 上
C.必在圆 外D.以上三种情形都有可能
总结:对比两种方法,不难看出法一具有代表性,可谓通法,而法二是运用了垂直平分线的几何性质,巧妙的运用三角形边的大小求解的妙法。所以垂直平分线这个条件经常在解析几何中出现,对于它的应用方法,值得大家注意。
9,如图,正六边形ABCDEF的顶点A、D为一椭圆的两个焦点,其余四个顶点B、C、E、F均在椭圆上,则椭圆离心率的取值范围是
(3)焦点与相应准线之间的距离等于长半轴长。
变式(2):椭圆 (a>b>0)的四个顶点为A、B、C、D,若四边形ABCD的内切圆恰好过椭圆的焦点,则椭圆的离心率e= .
提示:内切圆的圆心即原点,半径等于c,又等于直角三角形AOB斜边上的高,∴由面积得: ,但
4,设椭圆 的左、右焦点分别为 ,如果椭圆上存在点P,使 ,求离心率e的取值范围。
[解析]由 ,椭圆 的离心率为
5,已知 则当mn取得最小值时,椭圆 的的离心率为
6,设椭圆 =1(a>b>0)的右焦点为F1,右准线为l1,若过F1且垂直于x轴的弦的长等于点F1到l1的距离,则椭圆的离心率是 。
二,运用几何图形中线段的几何意义结合椭圆的定义求离心率
1,在 ABC中, , ,如果一个椭圆过A、B两点,它的一个焦点为C,另一个焦点在AB上,求这个椭圆的离心率
专题:椭圆的离心率
一,利用定义求椭圆的离心率( 或 )
1,已知椭圆的长轴长是短轴长的2倍,则椭圆的离心率
2,椭圆 的离心率为 ,则
[解析]当焦点在 轴上时, ; 当焦点在 轴上时, ,
综上 或3
3,已知椭圆的焦距、短轴长、长轴长成等差数列,则椭圆的离心率是
4,已知m,n,m+n成等差数列,m,n,mn成等比数列,则椭圆 的离心率为
2,如图所示,椭圆中心在原点,F是左焦点,直线 与BF交于D,且 ,则椭圆的离心率为( )
[解析]
3,以椭圆的右焦点F2为圆心作圆,使该圆过椭圆的中心并且与椭圆交于M、N两点,椭圆的左焦点为F1,直线MF1与圆相切,则椭圆的离心率是
变式(1):以椭圆的一个焦点F为圆心作一个圆,使该圆过椭圆的中心O并且与椭圆交于M、N两点,如果∣MF∣=∣MO∣,则椭圆的离心率是
分析:上题公式直接应用。
解:设∠F1F2P=α,则∠F2F1P=120°-αe= = =
≥ ∴ ≤e<1
变式(3):过椭圆 ( )的左焦点 作 轴的垂线交椭圆于点 , 为右焦点,若 ,则椭圆的离心率e的值
解析:因为 ,再由 有 从而得
变式(4):若 为椭圆 的长轴两端点, 为椭圆上一点,使 ,求此椭圆离心率的最小值。{ }
解:设|BF1|=m 则|AF2|=2a-am |BF2|=2a-m
在△AF1F2及△BF1F2中,由余弦定理得: 两式相除 = e=
练习题:
1,椭圆 上有一点M, 是椭圆的两个焦点,若 ,求椭圆的离心率.
解析: 由椭圆的定义,可得 又 ,所以 是方程 的两根,由 , 可得 ,即 所以 ,所以椭圆离心率的取值范围是
解:设
法1:利用椭圆范围。
由 得 ,将这个方程与椭圆方程联立,消去y,可解得 。
由椭圆的性质知 ,得 。
附:还可以用参数的方法也能求出离心率的范围(与法1类似)
法2:判别式法。
由椭圆定义知,又因为 ,
可得 ,则 ,
, 是方程 的两个根,则
解法3:正弦定理
设记
又因为 ,且 则
则 ,
所以
解法5:利用基本不等式由椭圆定义,有平方后得
2,在 中, , .若以 为焦点的椭圆经过点 ,则该椭圆的离心率 .
[解析]
3,已知 为椭圆的两个焦点,P为椭圆上一点,若 , 则此椭圆的离心率为_________.
[解析] [三角形三边的比是 ]
4,在平面直角坐标系中,椭圆 1( 0)的焦距为2,以O为圆心, 为半径的圆,过点 作圆的两切线互相垂直,则离心率 =.
4,椭圆 + =1(a>b >0)的两焦点为F1、F2,以F1F2为边作正三角形,若椭圆恰好平分正三角形的两边,则椭圆的离心率e?
解:∵|F1F2|=2c |BF1|=c |BF2|= c c+ c=2a ∴e= = -1