新高考数学大一轮复习真题源解析几何专题讲义 第19讲 椭圆的离心率问题第19讲 椭圆的离心率问题
展开一、问题综述
离心率问题是高考的重点难点,主要以选填题为主,难度一般为中等偏上,主要以求离心率的值和取值范围为主.椭圆的离心率,范围.所以要求椭圆的离心率关键是找到椭圆中的参数的关系式,只要一个就可以,因为有一个隐含的关系,而这种关系通常是通过过构造,,的齐次式来得到.
二、典例分析
类型1:直接建立的关系
【例1】设椭圆的两个焦点分别为,,过作椭圆长轴的垂线交椭圆于点,若△为等腰直角三角形,则椭圆的离心率为 .
解析:如图,由得
则,
两边同除得,,
,
【方法小结】这里是椭圆的半通径长,椭圆中通经长为,本题通过等腰三角形腰长相等得到的关系式,进而求得离心率.
【例2】设F是椭圆的左焦点,若椭圆上存在点P,使得直线PF与圆相切,当直线PF的倾斜角为时,此椭圆的离心率是( )
. .
解析:易知的方程为,即
则圆心到直线的距离
所以,即,所以,,所以离心率,所以选.
【方法小结】本题通过直线与圆相切,圆心到直线距离等于半径得到的等量关系求得离心率.
类型2:由点的坐标建立的关系
【例3】已知是椭圆的一个焦点,是短轴的一个端点,线段的延长线交于点,且,则的离心率为 .
解析:由得,代入椭圆方程得,,所以,
故离心率.
【方法小结】本题通过线段比例得到点坐标,代入椭圆方程得到的关系.
【例4】如图,在平面直角坐标系xOy中,F是椭圆的右焦点,直线与椭圆交于B,C两点,且∠BFC=90°,则该椭圆的离心率是________.
解析:联立与椭圆方程得,,
所以,
因为,所以,即
化简得,故离心率.
【方法小结】本题通过联立方程求得,两点坐标,再利用得到,,的关系,从而求得离心率.
类型3:由几何关系建立的关系
【例5】设是椭圆E: 的左、右焦点,P为直线上一点,是底角为30的等腰三角形,则E的离心率为( )
.
解析:设直线与轴交于点,易知,所以,在直角三角形中有,而,所以有,化简得,即离心率,故选.
【方法小结】本题通过几何关系找到线段之间的比例关系,从而确定的关系,求得离心率.
【例6】已知、分别是椭圆的两个焦点,和是以为圆心,以为半径的圆与该左半椭圆的两个交点,且是等边三角形,则椭圆的离心率为( )
解析:连结,是圆的直径,,即,又是等边三角形,,,因此,在中,,,。
根据椭圆的定义可得:,解得
故椭圆的离心率。故选D
类型4:离心率的取值范围
注:离心率的取值范围主要是根据上诉三种方法建立的不等关系,从而求得离心率的取值范围.
【例7】已知椭圆的左、右焦点分别为,离心率为,若椭圆上存在点,使得,则椭圆的离心率的取值范围为 .
解析:由椭圆定义可知,解得,由三边关系可得
,即,两边同除以得,解之得,又因为,所以,故填.
【方法小结】本题的不等关系主要是通过三角形的两边之和大于第三边,两边之差小于第三边得到的.
【例8】已知、是椭圆的两个焦点,椭圆上存在一点,使得,则离心率的取值范围为
解析:设,,,则
即,又
,解得
所以离心率
【方法小结】本题关键是利用了的长的取值范围,得到的不等关系.
三、巩固练习
1. 设椭圆的两个焦点分别为,过作椭圆长轴的垂线交椭圆于点,若为等腰直角三角形,则椭圆的离心率为( )
A.B.C.D.
2. 椭圆的四个顶点为、、、,若四边形的内切圆恰好过椭圆的焦点,则椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
3. (2018全国卷Ⅱ)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( )
B.C. D.
4. 已知分别是椭圆的左、右焦点, 为椭圆上一点,且(为坐标原点),若,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
5. 椭圆的左、右焦点分别为,若椭圆上存在一点使,则离心率的取值范围为 .
6. 设椭圆的左、右焦点分别为,是椭圆上一点,,,则椭圆离心率的取值范围为( ).
A. B. C. D.
7. 已知、分别是椭圆: 的左、右焦点,若椭圆上存在点,满足,则椭圆的离心率取值范围是( )
A. B. C. D.
8. 如图,已知椭圆的左、右焦点分别为,点是椭圆
上一点,点在上,且满足,,为坐标原点,则椭圆的离心率的取值范围为 .
9. 已知点在椭圆上,若点为椭圆的右顶点,且(为坐标原点),则椭圆的离心率的取值范围是( )
A.B.C.D.
10.设分别是椭圆的左右焦点,若椭圆上存在点,使线段的垂直平分线过点,则椭圆离心率的取值范围是( )
参考答案:
1、答案:
解析:由长度关系可令则
2、答案:
解析:解法一:因为内切圆过焦点,所以半径为c,如图OP为垂直AB的
半径,由面积相等得
所以两端同时除以得
,
解法二:,所以
3、答案:
解析:由题意可得直线的方程为,
又∵∠,可知,
所以得点,代入直线的方程,整理可得
故离心率为。
4、答案:
解析:设中点为Q,则,则,不妨设则,进而得到,则
5、答案:
解析:因为,所以.
所以因为,所以,即,所以,解得:或(舍)因为,所以.
6、答案:
解析:
.
.
所以,
所以,.
7、答案:.
解析:因为,所以,即,因为,所以,所以
8、答案:
解析:过点作交于点,与交于点,因为为中点,所以为的中点,又,所以为中点,进而有为中点,又因为,所以,又
所以,即
所以离心率.
9、答案:
解析:可设,则有有解问题,
令,因为,所以在上一定有一个零点,
所以对称轴,解得,故的取值范围为
10、答案:
解析:分别是椭圆的左右焦点,若椭圆上存在点,使线段的垂直平分线过点,则以点为圆心,为半径的圆与椭圆有交点,由椭圆的性质可知,只需满足解得,所以椭圆离心率的取值范围是.
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